特表 2023-529144 ギヤ装置を動作させるための方法および制御機器、ならびにギヤ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-07

(54)【発明の名称】ギヤ装置を動作させるための方法および制御機器、ならびにギヤ装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 57/12 20060101AFI20230630BHJP

   F16H 57/08 20060101ALI20230630BHJP

【ＦＩ】

F16H57/12 Z

F16H57/08

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022574468

(86)(22)【出願日】2021-05-14

(85)【翻訳文提出日】2022-12-26

(86)【国際出願番号】 EP2021062834

(87)【国際公開番号】W WO2021244834

(87)【国際公開日】2021-12-09

(31)【優先権主張番号】102020115003.2

(32)【優先日】2020-06-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】597007363

【氏名又は名称】クノル－ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｋｎｏｒｒ－Ｂｒｅｍｓｅ Ｓｙｓｔｅｍｅ ｆｕｅｒ Ｎｕｔｚｆａｈｒｚｅｕｇｅ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｍｏｏｓａｃｈｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ８０， Ｄ－８０８０９ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】マリオ リューブシュトルフ

(72)【発明者】

【氏名】マルクス リヒテンシュタイン

【テーマコード（参考）】

3J063

【Ｆターム（参考）】

3J063AA02

3J063AB12

3J063AC01

3J063BA09

3J063BB11

3J063BB23

3J063BB48

3J063XB06

(57)【要約】

ギヤ装置（１００）を動作させるための方法が説明されており、この方法では、ギヤ装置（１００）の出力トルク（Ｍ３）の要求値を読み込み、ギヤ装置（１００）の第１のアクチュエータ（１２０）を駆動制御するための第１の制御信号（１５０）と、第２のアクチュエータ（１３０）を駆動制御するための第２の制御信号（１６０）とを、要求値に応じて決定する。制御信号（１５０，１６０）は、出力トルク（Ｍ３）の要求値に応じて、被駆動側で被駆動軸（１１８）において、それぞれ異なる符号を有し、かつゼロではない異なる絶対値を有するモーメント、または同じ符号を有し、かつゼロではない同じ絶対値を有するモーメントを発生させる入力トルク（Ｍ１，Ｍ２）を生じさせる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ギヤ装置（１００）を動作させるための方法（４００）であって、前記ギヤ装置（１００）は、第１のアクチュエータ（１２０）と、第２のアクチュエータ（１３０）と、ギヤユニット（１１０）とを有しており、前記ギヤユニット（１１０）は、第１のギヤトレーン（１１２）と、第２のギヤトレーン（１１４）と、前記ギヤ装置（１００）の出力トルク（Ｍ３）を提供するための被駆動軸（１１８）とを有しており、前記第１のギヤトレーン（１１２）と前記第２のギヤトレーン（１１４）とは被駆動側でトルク伝達可能に前記被駆動軸（１１８）に連結されており、前記第１のギヤトレーン（１１２）は駆動側でトルク伝達可能に前記第１のアクチュエータ（１２０）に連結されており、前記第２のギヤトレーン（１１４）は駆動側でトルク伝達可能に前記第２のアクチュエータ（１３０）に連結されており、前記第１のアクチュエータ（１２０）は、第１の入力トルク（Ｍ１）を前記第１のギヤトレーン（１１２）に入力するために形成されていて、前記第２のアクチュエータ（１３０）は、第２の入力トルク（Ｍ２）を前記第２のギヤトレーン（１１４）に入力するために形成されており、前記方法（４００）は以下のステップ、すなわち、
前記出力トルク（Ｍ３）の要求値を表す要求信号（１０５）を読み込むステップ（４２０）、
前記要求信号（１０５）を使用して、前記第１のアクチュエータ（１２０）を駆動制御するための第１の制御信号（１５０）と、前記第２のアクチュエータ（１３０）を駆動制御するための第２の制御信号（１６０）とを決定するステップ（４４０）であって、前記制御信号（１５０，１６０）は、前記要求信号（１０５）が、第１の値範囲（５０２）にある前記出力トルク（Ｍ３）の要求値を表す場合には、被駆動側で前記被駆動軸（１１８）において、それぞれ異なる符号を有し、かつゼロではない異なる絶対値を有するモーメントを生じさせる入力トルク（Ｍ１，Ｍ２）を生じさせ、前記制御信号（１５０，１６０）は、前記要求信号（１０５）が、前記第１の値範囲（５０２）とは異なる第２の値範囲（５０４）にある前記出力トルク（Ｍ３）の要求値を表す場合には、被駆動側で前記被駆動軸（１１８）において、それぞれ同じ符号を有し、かつゼロではない同じ絶対値を有するモーメントを生じさせる入力トルク（Ｍ１，Ｍ２）を生じさせる、決定するステップ（４４０）、
前記第１の制御信号（１５０）を前記第１のアクチュエータ（１２０）に出力し、前記第２の制御信号（１６０）を前記第２のアクチュエータ（１３０）に出力するステップ（４６０）であって、これにより前記第１の入力トルク（Ｍ１）と前記第２の入力トルク（Ｍ２）とを生成する、ステップ（４６０）、
を有する方法（４００）。

【請求項2】

前記決定するステップ（４４０）で、前記制御信号（１５０，１６０）は、前記要求信号（１０５）が、ゼロの前記出力トルク（Ｍ３）の要求値を表す場合には、被駆動側で前記被駆動軸（１１８）において、それぞれ異なる符号を有し、かつゼロではない同じ絶対値を有するモーメントを生じさせる入力トルク（Ｍ１，Ｍ２）を生じさせる、請求項１記載の方法（４００）。

【請求項3】

前記決定するステップ（４４０）で、前記出力トルク（Ｍ３）の要求値の閾値を、前記出力トルク（Ｍ３）の絶対値のために予め規定された少なくとも１つの閾値と比較して、前記出力トルク（Ｍ３）の要求値を、前記閾値未満の場合には前記第１の値範囲（５０２）に割り当て、閾値を上回った場合には前記第２の値範囲（５０４）に割り当てる、請求項１または２記載の方法（４００）。

【請求項4】

前記決定するステップ（４４０）で、前記制御信号（１５０，１６０）は入力トルク（Ｍ１，Ｍ２）を生じさせ、前記入力トルクは、前記入力トルクの符号および前記ギヤユニットの効率を考慮して、前記出力トルク（Ｍ３）に加算される、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法（４００）。

【請求項5】

請求項１から４までのいずれか１項記載の方法（４００）のステップを、相応のユニット（１４２，１４４，１４６）で実施するようにかつ／または駆動制御するように構成されている制御機器（１４０）。

【請求項6】

ギヤ装置（１００）であって、前記ギヤ装置（１００）は以下の特徴、すなわち、
請求項５に記載の制御機器（１４０）、
被駆動軸（１１８）、第１のギヤトレーン（１１２）、および第２のギヤトレーン（１１４）を有しているギヤユニット（１１０）、および
第１のアクチュエータ（１２０）および第２のアクチュエータ（１３０）を有しており、前記制御機器（１４０）は、前記第１のアクチュエータ（１２０）と前記第２のアクチュエータ（１３０）とに信号伝達可能に接続されている、
ギヤ装置（１００）。

【請求項7】

前記第１のアクチュエータ（１２０）および前記第２のアクチュエータ（１３０）は電気モータであって、かつ／または前記ギヤユニット（１１０）は、減速ギヤとして形成されている、請求項６記載のギヤ装置（１００）。

【請求項8】

前記第１のギヤトレーン（１１２）と前記第２のギヤトレーン（１１４）とは、互いに同一に形成されている、請求項６または７記載のギヤ装置（１００）。

【請求項9】

前記第１のギヤトレーン（１１２）と前記第２のギヤトレーン（１１４）とは、被駆動側で直接に、または共通のギヤ段（１１６）を介して、前記被駆動軸（１１８）に連結されている、請求項６から８までのいずれか１項記載のギヤ装置（１００）。

【請求項10】

前記第１のギヤトレーン（１１２）は第１の遊星歯車機構（３１３）を有していて、前記第２のギヤトレーン（１１４）は第２の遊星歯車機構を有しており、前記共通のギヤ段（１１６）はセグメント軸（３１７）を有しており、前記第１のギヤトレーン（１１２）と前記第２のギヤトレーン（１１４）とは第１のギヤ段として機能し、前記共通のギヤ段（１１６）は第２のギヤ段として機能する、請求項９記載のギヤ装置（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はさらに、ギヤ装置を動作させるための方法、相応の制御機器、およびギヤ装置に関する。

【0002】

ギヤでは、例えば、歯列品質の向上により、ギヤのバックラッシを減じることができ、または分割ギヤのばね負荷による支持によりギヤのバックラッシをなくすことができる。

【0003】

このような背景において、本発明の課題は、ギヤ装置を動作させるための改善された方法、改善された制御機器、および改善されたギヤ装置を提供することである。

【0004】

この課題は、独立請求項に記載の、ギヤ装置を動作させるための方法によって、相応の制御機器によって、およびギヤ装置によって解決される。

【0005】

実施形態によれば、ギヤのバックラッシをなくすために、冗長的なアクチュエータ、特に電気的なアクチュエータ、および少なくとも１つの冗長的なギヤ分岐を使用することができる。換言すると、ギヤのバックラッシは、例えば、互いに独立した冗長的なトレーンを有したギヤ構造および冗長的なアクチュエータの適切な駆動制御によりなくすことができる。この場合、アクチュエータは、予め規定された限界値未満のモーメント要求のためには、ギヤのバックラッシをなくすことができるように相互に張力をかけ合うことができ、予め規定された限界値を超えるモーメント要求のためには共に１つの出力トルクをなすように寄与する。

【0006】

有利には、実施形態によれば、ギヤのバックラッシは、ギヤの無制限の使用を可能にするようになくすことができ、このために歯列の品質を向上させる必要はない。摩耗にかかわらずバックラッシをなくすこともできる。したがって、実施形態によれば、ギヤのバックラッシは、別個に構成されたアクチュエータによる２つのギヤトレーンの張力支持によって、歯列の品質および摩耗にかかわらずなくすことができる。したがって、結果として生じるギヤ装置は、ギヤと駆動装置のための冗長を提供することができ、これにより各用途に応じて、ギヤおよびアクチュエータをより小さく寸法設計することができる。故障保障の理由からギヤの部分を冗長的に設計している用途で使用される場合、この実施形態によりバックラッシをなくすことにより、付加的な金銭的コストを減じることができる。冗長的に形成されたアクチュエータを使用することにより、ギヤの故障保障を向上させることもできる。

【0007】

ギヤユニット、第１のアクチュエータ、および第２のアクチュエータを備えたギヤ装置を動作させるための方法を説明する。この場合、ギヤユニットは、ギヤ装置の出力トルクを提供するための被駆動軸、第１のギヤトレーン、および第２のギヤトレーンを有している。第１のギヤトレーンと第２のギヤトレーンとは、被駆動側で、トルク伝達可能に被駆動軸に連結されている。第１のギヤトレーンは駆動側でトルク伝達可能に第１のアクチュエータに連結されていて、第２のギヤトレーンは駆動側でトルク伝達可能に第２のアクチュエータに連結されている。この場合、第１のアクチュエータは、第１の入力トルクを第１のギヤトレーンに入力するために形成されていて、第２のアクチュエータは、第２の入力トルクを第２のギヤトレーンに入力するために形成されている。

【0008】

この方法は、この場合、以下のステップを有している：
出力トルクのための要求値を表す要求信号を読み込むステップ；
この要求信号を使用して、第１のアクチュエータを駆動制御するための第１の制御信号と、第２のアクチュエータを駆動制御するための第２の制御信号とを決定するステップ。この場合、これらの制御信号は、要求信号が、出力トルクの第１の値範囲にある要求値を表す場合には、被駆動側で被駆動軸において、それぞれ異なる符号を有し、かつゼロではない異なる絶対値を有するモーメントを生じさせる入力トルクを生じさせる。これに対して、これらの制御信号は、要求信号が、出力トルクの第１の値範囲とは異なる第２の値範囲にある要求値を表す場合には、被駆動側で被駆動軸において、同じ符号を有し、かつゼロではない同じ絶対値を有するモーメントを生じさせる入力トルクを生じさせる；
第１の制御信号を、第１の入力トルクを生成するために第１のアクチュエータに出力し、第２の制御信号を、第２の入力トルクを生成するために第２のアクチュエータに出力するステップ。

【0009】

このギヤ装置は、車両のための電気機械式のステアリングシステムの一部として、例えば、いわゆるシングルピニオンＥＰＳ（ＥＰＳ＝Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ；電動パワーステアリング）の、いわゆるデュアルピニオンＥＰＳの、いわゆるコラムＥＰＳ（Ｃ－ＥＰＳ）、ラックＥＰＳ（Ｒ－ＥＰＳ）の、その他の電気機械式のステアリングシステム、またはいわゆるモーメント重畳ステアリングシステム（ＴＯＳ＝Ｔｏｒｑｕｅ Ｏｖｅｒｌａｙ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）の一部として、または別の形式のギヤ駆動装置のために使用することができる。要求信号は、ユーザー入力装置、検出装置、および付加的なまたは代替的な制御装置に対するインターフェースから読み込むことができる。車両のための電気機械式のステアリングシステムの一部としてギヤ装置が構成されている場合には、要求信号は、ステアリング角度および付加的にまたは代替的にステアリングモーメントを検出するための検出装置に対するインターフェースから読み込むことができる。第１のアクチュエータは、第１の制御信号に応じて第１の入力トルクを生成し、第１のギヤトレーンに入力するために形成されていてよい。第２のアクチュエータは、第２の制御信号に応じて第２の入力トルクを生成し、第２のギヤトレーンに入力するために形成されていてよい。

【0010】

制御信号により発生させられた入力トルクは、ギヤトレーンを介して伝達されて、ギヤトレーンに関して被駆動側で被駆動軸へと入力され得る。このようにして被駆動軸に入力されるモーメントは、合計して出力トルクを生じさせることができるトルクを表すことができる。第１の値範囲は、要求される僅かな出力トルクを表す、要求された出力トルクのための絶対値を含んでいてよい。第２の値範囲は、第１の値範囲に含まれる絶対値よりも大きい要求された出力トルクのための絶対値を含んでいてよい。特に、第１の値範囲は、ゼロよりも大きく、予め規定された閾値以下の絶対値を含んでいてよい。第２の値範囲は、予め規定された閾値よりも大きい絶対値を含んでいてよい。ギヤトレーンは、それぞれ少なくとも１つのギヤエレメント、例えば歯車を含んでいてよい。ギヤトレーンは、同じ変速比を有していてよい。

【0011】

１つの実施形態によれば、決定するステップにおいて、制御信号は、要求信号が、ゼロの出力トルクの要求値を表す場合には、被駆動側で被駆動軸において、それぞれ異なる符号を有し、かつゼロではない同じ絶対値を有するモーメントを生じさせる入力トルクを生じさせることができる。このような実施形態は、ギヤ装置の無負荷状態でも、バックラッシを確実になくすことができるまたは減じることができるという利点を提供する。１つの実施形態によれば、アクチュエータのうちの一方は、要求された出力トルクがゼロに等しいか、または第１の値範囲に含まれている限り、一定の入力トルクをもたらすことができる。これに対して、アクチュエータのうちの他方は、要求された出力トルクが上昇するにつれて上昇する入力トルクをもたらすことができる。この場合、要求された方向で被駆動軸を回転させる入力トルクをもたらす方のアクチュエータが、入力トルクを増大させることができる。第１の値範囲に含まれる値から、第２の値範囲に含まれる値への、要求された出力トルクの移行は、第１の値範囲の間に入力トルクが一定であったアクチュエータの入力トルクの符号変更および絶対値の上昇を生じさせることができる。

【0012】

決定するステップでは、出力トルクの要求値の閾値を、出力トルクの絶対値のために予め規定された少なくとも１つの閾値と比較して、出力トルクの要求値を、閾値未満の場合には第１の値範囲に割り当て、閾値を上回った場合には第２の値範囲に割り当てることもできる。したがって、第１の値範囲は、第２の値範囲よりも僅かな、出力トルクの絶対値を含んでいてよい。このような実施形態により、簡単かつ迅速に、トルク要求に反応することができ、アクチュエータを状況に合わせて駆動制御することができるという利点が提供される。

【0013】

さらに、決定するステップでは、制御信号は、その符号およびギヤユニットの効率を考慮して、出力トルクに加算される入力トルクを生じさせることができる。このことは、第１の値範囲および第２の値範囲に関して同様に該当し得る。この場合、入力トルクは、すべての値範囲にわたってゼロとは異なっていてよい。このような実施形態は、出力トルクの要求値を、確実に、摩耗にかかわらず、バックラッシなく提供することができるという利点を提供する。

【0014】

本明細書で説明されるアプローチによりさらに、本明細書で説明された方法の態様のステップを、相応の装置で実施し、駆動制御し、もしくは実施するために形成された制御機器が提供される。制御機器の形態のアプローチのこのような実施態様によっても、このアプローチの根底にある課題を迅速かつ効率的に解決することができる。

【0015】

このために制御機器は、信号またはデータを処理するための少なくとも１つの計算ユニット、信号またはデータを記憶するための少なくとも１つのメモリユニット、センサからのセンサ信号を読み込むためのまたはデータ信号または制御信号をアクチュエータに出力するための、センサまたはアクチュエータに対する少なくとも１つのインターフェース、および／または通信プロトコルに埋め込まれたデータを読み込むまたは出力するための少なくとも１つの通信インターフェースを有することができる。計算ユニットは例えば、信号プロセッサ、マイクロコントローラ等であってよく、この場合、メモリユニットは、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、または磁気メモリユニットであってよい。通信インターフェースは、データをワイヤレスで、かつ／または回線接続で読み込むもしくは出力するように構成されていてよく、この場合、回線接続されたデータを読み込むことができるもしくは出力することができる通信インターフェースは、これらのデータを、例えば電気的もしくは光学的に、相応のデータ伝送回線から読み込むことができ、または相応のデータ伝送回線に出力することができる。

【0016】

制御機器とは、この場合、センサ信号を処理し、それに応じて制御信号および／またはデータ信号を出力する電気機器であると理解されてよい。制御機器は、ハードウェアによりかつ／またはソフトウェアにより形成することができるインターフェースを有していてよい。ハードウェアによる構成では、インターフェースは例えば、制御機器の様々な機能を含むいわゆるシステムＡＳＩＣの部分であってよい。しかしながら、インターフェースは、固有の集積回路であってもよく、または少なくとも部分的に離散した構成エレメントから成っていてもよい。ソフトウェアによる構成では、インターフェースが、例えば、別のソフトウェアモジュールに隣接してマイクロコントローラ上に存在しているソフトウェアモジュールであってよい。

【0017】

ギヤ装置も提供され、この場合、ギヤ装置は以下の特徴を有している：
上述した制御機器の実施形態；
被駆動軸、第１のギヤトレーン、および第２のギヤトレーン備えたギヤユニット；および
第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータであって、制御機器が、信号伝達可能に接続されている第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータ。

【0018】

制御装置は、ギヤ装置に接続して、もしくはギヤ装置との関連で、有利には、ギヤ装置を動作させるために、もしくはギヤ装置の動作を制御するために適用することができる、または使用することができる。

【0019】

１つの実施形態によれば、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータとは電気モータであってよい。付加的にまたは代替的に、ギヤユニットは減速ギヤとして形成されていてよい。各アクチュエータは、２つの回転方向で動作させることができる。減速ギヤは、アクチュエータの回転数を、駆動軸のより低い回転数へと変換するように形成されていてよい。そのような実施形態は、アクチュエータの迅速な応答および／または特に電気的なアクチュエータのトルクの増大を可能とするという利点を提供する。

【0020】

第１のギヤトレーンと第２のギヤトレーンとは、互いに同一に形成されていてもよい。このような実施形態は、ギヤ装置の構造および動作を簡単かつ安価に実現することができるという利点を提供する。

【0021】

さらに、第１のギヤトレーンと第２のギヤトレーンとは、被駆動側で直接に、または共通のギヤ段を介して被駆動軸に連結されていてよい。したがって、ギヤユニットの一部のみを、またはギヤユニット全体を冗長的に形成することができる。このような実施形態は、ギヤ形式に応じて、冗長的なギヤトレーンを適切な形式で構成することができるという利点を提供する。

【0022】

この場合、第１のギヤトレーンは第１の遊星歯車機構を有することができ、第２のギヤトレーンは第２の遊星歯車機構を有することができる。この場合、共通のギヤ段は、セグメント軸を有していてよい。また、第１のギヤトレーンと第２のギヤトレーンとは、第１のギヤ段として機能することができ、共通のギヤ段は、第２のギヤ段として機能することができる。このような実施形態は、このように形成されたギヤユニットを確実かつ摩耗にかかわらず、バックラッシをなくす減速ギヤとして使用することができるという利点を提供する。

【0023】

本明細書で説明されたアプローチの実施例を、以下の記載で、図面につき詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】１つの実施例によるギヤ装置を示す概略図である。

【図2】１つの実施例によるギヤ装置の正面図である。

【図3】図２のギヤ装置の側面図である。

【図4】１つの実施例による動作させるための方法を示すフローチャートである。

【図5】１つの実施例によるトルク・時間グラフである。

【0025】

図１は、１つの実施例によるギヤ装置１００の概略図を示している。ギヤ装置１００は、例えば、車両のための電気機械式のステアリングシステムの一部として、または他のギヤシステムの一部として使用可能である。ギヤ装置１００は、ギヤユニット１１０、第１のアクチュエータ１２０、第２のアクチュエータ１３０、および制御機器１４０を有している。ギヤユニット１１０は、第１のアクチュエータ１２０と第２のアクチュエータ１３０とにトルク伝達可能に連結されている。制御機器１４０は、第１のアクチュエータ１２０と第２のアクチュエータ１３０とに信号伝達可能に連結されている。制御機器１４０は、ギヤ装置１００を動作させるために形成されている。特に、制御機器１４０は、第１のアクチュエータ１２０と第２のアクチュエータ１３０とを駆動制御するために形成されている。

【0026】

ギヤユニット１１０は、第１のギヤトレーン１１２、第２のギヤトレーン１１４、および被駆動軸１１８を有している。第１のギヤトレーン１１２と第２のギヤトレーン１１４とは、被駆動側で、トルク伝達可能に被駆動軸１１８に連結されている。本明細書に図示した実施例によれば、第１のギヤトレーン１１２と第２のギヤトレーン１１４とは、被駆動側で、１つの共通のギヤ段１１６を介して被駆動軸１１８に連結されている。別の実施例によれば、第１のギヤトレーン１１２と第２のギヤトレーン１１４とは、被駆動側で直接、被駆動軸１１８に連結されている。

【0027】

第１のギヤトレーン１１２は駆動側でトルク伝達可能に第１のアクチュエータ１２０に連結されている。第１のアクチュエータ１２０は、第１の入力トルクＭ１を第１のギヤトレーン１１２に入力するために形成されている。第１のギヤトレーン１１２は、第１の入力トルクＭ１を使用して、第１のギヤトレーン１１２の変速比により規定されたモーメントを被駆動軸１１８に加えるために形成されている。第２のギヤトレーン１１４は駆動側でトルク伝達可能に第２のアクチュエータ１３０に連結されている。第２のアクチュエータ１３０は、第２の入力トルクＭ２を第２のギヤトレーン１１４に入力するために形成されている。第２のギヤトレーン１１４は、第２の入力トルクＭ２を使用して、第２のギヤトレーン１１４の変速比により規定されたモーメントを被駆動軸１１８に加えるために形成されている。被駆動軸１１８では、ギヤ装置１００の出力トルクＭ３が提供可能であり、この出力トルクは、この実施例によれば、ギヤトレーン１１２，１１４によって提供されるモーメントの和により得られる。

【0028】

制御機器１４０は、読込み装置１４２、決定装置１４４，および出力装置１４６を有している。読込み装置１４２は、要求信号１０５を読み込むように形成されている。要求信号１０５は、ギヤ装置１００の出力トルクＭ３の要求値を表す。要求信号１０５は、この場合、検出装置に対するここに図示されていないインターフェース、ユーザーインターフェース、またはステアリングシステムの、トランスバースアームの、またはその他のギヤシステムの制御装置から読込み可能である。読込み装置１４２は、要求信号１０５を決定装置１４４に転送するためにも形成されている。決定装置１４４は、要求信号１０５を使用して、第１のアクチュエータ１２０を駆動制御するための第１の制御信号１５０と、第２のアクチュエータ１３０を駆動制御するための第２の制御信号１６０とを決定するために形成されている。決定装置１４４は、要求信号１０５が出力トルクＭ３の第１の値範囲にある要求値を表す場合には、さらに被駆動側で被駆動軸１１８において、それぞれ異なる符号を有し、かつゼロではない異なる絶対値を有するモーメントを生じさせる入力トルクＭ１およびＭ２を生じさせるように、第１の制御信号１５０および第２の制御信号１６０を決定するように構成されている。さらに、決定装置１４４は、要求信号１０５が出力トルクＭ３の第１の値範囲とは異なる第２の値範囲にある要求値を表す場合には、入力トルクＭ１およびＭ２が、被駆動側で被駆動軸１１８において、同じ符号を有し、かつゼロではない同じ絶対値を有するモーメントを生じさせるように、第１の制御信号１５０および第２の制御信号１６０を決定するように構成されている。決定装置１４４はさらに、第１の制御信号１５０と第２の制御信号１６０とを、出力装置１４６に転送するために構成されている。出力装置１４６は、第１の制御信号１５０を第１のアクチュエータ１２０に出力し、かつ第２の制御信号１６０を第２のアクチュエータ１３０に出力して、第１の入力トルクＭ１と第２の入力トルクＭ２とを発生させるために構成されている。

【0029】

図２は、１つの実施例によるギヤ装置１００の正面図を示している。ギヤ装置１００は、この場合、図１のギヤ装置に相当するまたは類似する。ギヤ装置１００のうち、図２では、本明細書に図示した実施例によれば、ギヤユニットの第１のギヤトレーン１１２、第２のギヤトレーン１１４、および共通のギヤ段１１６と、第１のアクチュエータ１２０と、第２のアクチュエータ１３０とが示されている。

【0030】

図２に示した実施例によれば、第１のアクチュエータ１２０は、電気的なアクチュエータもしくは電気モータとして形成されていて、第２のアクチュエータ１３０は、電気的なアクチュエータもしくは電気モータとして形成されている。したがって、図２は、換言すると、２つのギヤトレーン１１２および１１４と、２つの電気的なアクチュエータもしくはアクチュエータ１２０および１３０とを有する１つの電気的な駆動装置を示している。単なる例として、図２には、アクチュエータ１２０および１３０の異なる回転方向が記入されている。異なる回転方向により、異なる符号の入力トルクが生じる。したがって、記入された回転方向は、図１で説明したように、第１の値範囲における出力トルクの要求値の場合の、ギヤ装置１００の動作に関する。

【0031】

ギヤ装置１００のギヤユニットは、図示した実施例によれば、減速ギヤとして形成されている。この場合、第１のギヤトレーン１１２と第２のギヤトレーン１１４とは、例えば互いに同一に形成されている。この場合、第１のギヤトレーン１１２と第２のギヤトレーン１１４とは、ギヤユニットの第１のギヤ段として機能し、共通のギヤ段１１６は、ギヤユニットの第２のギヤ段として機能する。

【0032】

図３は、図２のギヤ装置１００の側面図を示している。ギヤ装置１００のうち、図３の図では、この場合、遊星歯車機構３１３を含む第１のギヤ段の部分としての第１のギヤトレーン１１２、セグメント軸３１７を含む第２のギヤ段としての共通のギヤ段１１６、被駆動軸１１８を有するギヤユニット１１０と、第１のアクチュエータ１２０とが示されている。図示条件によりこの場合、第２のアクチュエータと第２のギヤトレーンとは、第１のアクチュエータ１２０と第１のギヤトレーン１１２とによって図面上では隠されている。第２のギヤトレーンも、この場合、遊星歯車機構を有している。

【0033】

図３の側面図においては特に、第１のギヤトレーン１１２、および図示条件によりこの図では隠れている第２のギヤトレーンを有する第１のギヤ段は、一方では第１のアクチュエータ１２０および図示条件によりこの図では隠れている第２のアクチュエータと、他方では第２のギヤ段もしくは共通のギヤ段１１６との間に配置されていることがわかる。したがって、第１のギヤトレーン１１２およびこの図では図示条件により隠れている第２のギヤトレーンは、共通のギヤ段１１６を介して、トルク伝達可能に被駆動軸１１８に連結されている。

【0034】

図４は、１つの実施例による動作させるための方法４００のフローチャートを示している。この方法４００は、ギヤ装置を動作させるために実施可能である。より詳細に述べるならば、この動作させるための方法４００は、上述した図面のうちの１つのギヤ装置または類似のギヤ装置を動作させるために、もしくはその動作を制御するために実施可能である。この場合、動作させるための方法４００は、図１の制御機器または類似の制御機器を使用してもしくはこれらの制御機器によって実施可能である。特に、動作させるための方法４００のステップは、制御機器の装置によって、例えば図１の制御機器の読込み装置、決定装置、および出力装置によって実施可能である。動作させるための方法４００は、読み込むステップ４２０、決定するステップ４４０、および出力するステップ４６０を有している。

【0035】

読み込むステップ４２０では、ギヤ装置の出力トルクの要求値を表す要求信号が読み込まれる。次いで、決定するステップ４４０では、読み込むステップ４２０で読み込まれた要求信号を使用して、ギヤ装置の第１のアクチュエータを駆動制御するための第１の制御信号およびギヤ装置の第２のアクチュエータを駆動制御するための第２の制御信号が決定される。この場合、決定するステップ４４０で決定された制御信号は、要求信号が、出力トルクの第１の値範囲にある要求値を表す場合には、被駆動側で被駆動軸において、それぞれ異なる符号を有し、かつゼロではない異なる絶対値を有するモーメントを発生させる入力トルクを生じさせる。さらに、この場合、決定するステップ４４０で決定された制御信号は、要求信号が、出力トルクの第１の値範囲とは異なる第２の値範囲にある要求値を表す場合には、被駆動側の被駆動軸１１８において、同じ符号を有し、かつゼロではない同じ絶対値を有するモーメントを発生させる入力トルクを生じさせる。次いで、出力するステップ４６０では、決定するステップ４４０で決定された第１の制御信号が第１のアクチュエータに、決定するステップ４４０で決定された第２の制御信号が第２のアクチュエータに出力されて、第１の入力トルクと第２の入力トルクとが生成される。

【0036】

１つの実施例によれば、決定するステップ４４０で決定された制御信号は入力トルクを生じさせ、この入力トルクは、その符号およびギヤユニットの効率を考慮して、出力トルクに加算される。１つの実施例によれば、決定するステップ４４０で決定された制御信号は、要求信号が、ゼロの出力トルクの要求値を表す場合には、被駆動側で被駆動軸において、それぞれ異なる符号を有し、かつゼロではない同じ絶対値を有するモーメントを生じさせる入力トルクを生じさせる。特に１つの実施例によれば、決定するステップ４４０では、出力トルクの要求値の閾値を、出力トルクの絶対値のために予め規定された少なくとも１つの閾値と比較して、出力トルクの要求値を、閾値未満の場合には第１の値範囲に割り当て、閾値を上回った場合には第２の値範囲に割り当てる。

【0037】

図５は、１つの実施例によるトルク・時間グラフ５００を示している。トルク・時間グラフ５００には、上述した図面のうちの１つのギヤ装置または類似のギヤ装置に関連するトルクＭが、時間ｔに関して示されている。より詳細に述べるならば、この場合、第１の入力トルクＭ１、第２の入力トルクＭ２、および出力トルクＭ３が、時間ｔに関して示されている。出力トルクＭ３は、この場合、例えば、出力トルクＭ３の要求信号によって表される要求値にも相当する。さらに、第１の値範囲５０２と第２の値範囲５０４とが記入されている。特に図５は、例えばモーメント要求が三角形状の場合の、ギヤ装置のアクチュエータの例示的な動作を示している。

【0038】

１つの実施例によれば、第１の値範囲５０２は、ゼロよりも大きく、閾値よりも小さい出力トルクＭ３のための絶対値を含み、第２の値範囲５０４は、閾値よりも大きい出力トルクＭ３のための絶対値を含み、第３の値範囲は、出力トルクＭ３のための絶対値ゼロのみを含む。図５から明らかであるように、上述した３つの値範囲のための入力トルクＭ１とＭ２とは互いに異なる。

【0039】

これにより、第１の値範囲５０２のためには、異なる絶対値と逆の符号を有するモーメントが被駆動軸に作用することになる。第２の値範囲５０４のためには、異なる絶対値と同じ符号とを有するモーメントが被駆動軸に作用することになる。第３の値範囲のためには、すなわち無負荷状態では、同じ絶対値であるが、逆の符号を有するモーメントが被駆動軸に作用する。

【0040】

図５には詳しく示されていないが、出力トルクＭ３のゼロの要求値は、第１の値範囲５０２から除外されていること、もしくは第１の値範囲５０２および第２の値範囲５０４の外側にあることに留意すべきである。第１の値範囲５０２と第２の値範囲５０４とは互いにオーバーラップしない。換言すると、第１の値範囲５０２と第２の値範囲５０４とは、トルクに関する境界値もしくは閾値によって互いに分離されている。

【0041】

図４の動作させるための方法では、本明細書に示した実施例による決定するステップは、以下のように実施され、かつ／または図１の制御機器もしくはその決定装置は、以下のように構成されている。

【0042】

第１の値範囲５０２のためには、制御信号が、異なる符号およびゼロではない異なる絶対値を有する入力トルクＭ１およびＭ２を生じさせる。

【0043】

第１の値範囲５０２とは異なる第２の値範囲５０４のためには、制御信号が、同じ符号およびゼロではない同じ絶対値を有する入力トルクＭ１およびＭ２を生じさせる。

【0044】

第１の値範囲５０２のためにかつ第２の値範囲５０４のために、制御信号は入力トルクＭ１およびＭ２を生じさせ、これらの入力トルクは、その符号およびギヤユニットの効率を考慮して、出力トルクＭ３に加算される。

【0045】

制御信号は、要求信号が、ゼロの出力トルクの要求値を表す場合には、被駆動側で被駆動軸において、それぞれ異なる符号を有し、かつゼロではない同じ絶対値を有するモーメントを生じさせる入力トルクを生じさせる。

【0046】

出力トルクＭ３の要求値の閾値を、出力トルクＭ３の絶対値のために予め規定された少なくとも１つの閾値と比較して、出力トルクＭ３の要求値を、閾値未満の場合には第１の値範囲５０２に割り当て、閾値を上回った場合には第２の値範囲５０４に割り当てる。

【0047】

以下に、上述した図面を参照して、実施例および実施例の利点を、再度要約して、すなわち短く説明する。

【0048】

ギヤ装置１００は、ここでは別個の２つの電気式のアクチュエータ１２０および１３０により実施される、冗長的な電気式のアクチュエータ１２０および１３０を使用していて、これにより、これらのアクチュエータによって駆動されるギヤユニット１１０または少なくともその一部のバックラッシをなくしている。このためにギヤユニット１１０またはその一部も冗長的に構成されている。無負荷状態では、両電気的なアクチュエータ１２０および１３０は、ギヤユニット１１０の出力側に関して、逆の符号の僅かな入力トルクＭ１およびＭ２を加えるように、駆動制御される。これにより、冗長的な両ギヤ分岐１１２および１１４は相互に突っ張り合う。一方または他方の符号の出力トルクＭ３を加えるべき場合には、このトルクは、この方向で接触しているアクチュエータ１２０または１３０によって加えられる。他方のアクチュエータ１２０または１３０は、逆の符号の僅かな入力トルクを引き続き加える。出力トルクＭ３を加えるために、両アクチュエータ１２０および１３０の入力トルクが必要な場合には、これまでは予荷重を得るために使用されていたアクチュエータ１２０または１３０の制御を変更することができ、これによりこのアクチュエータも出力トルクＭ３のために付加的な貢献を行う。２つのアクチュエータ１２０および１３０の使用は、歯列構成要素の均一な摩耗を達成するために、モーメント要求のゼロ点通過時に交換することができる。このような使用原理により、構成要素の摩耗とは無関係に全耐用期間にわたってバックラッシをなくすことができる。

【0049】

ギヤトレーン１１２，１１４が異なる変速比を有している場合には、入力トルクＭ１およびＭ２を、変速比を使用して適合させることにより、電気的なアクチュエータ１２０および１３０の駆動制御の際に、このような変速比を考慮することができる。

【符号の説明】

【0050】

１００ ギヤ装置
１０５ 要求信号
１１０ ギヤユニット
１１２ 第１のギヤトレーン
１１４ 第２のギヤトレーン
１１６ 共通のギヤ段
１１８ 被駆動軸
１２０ 第１のアクチュエータ
１３０ 第２のアクチュエータ
１４０ 制御機器
１４２ 読込み装置
１４４ 決定装置
１４６ 出力装置
１５０ 第１の制御信号
１６０ 第２の制御信号
Ｍ１ 第１の入力トルク
Ｍ２ 第２の入力トルク
Ｍ３ 出力トルク
３１３ 遊星歯車機構もしくはプラネタリギヤ
３１７ セグメント軸
４００ 動作させるための方法
４２０ 読み込むステップ
４４０ 決定するステップ
４６０ 出力するステップ
５００ トルク・時間グラフ
５０２ 第１の値範囲
５０４ 第２の値範囲
Ｍ トルク
ｔ 時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】