双马达驱动组件和确定双马达驱动组件中摩擦的方法与流程

本发明涉及一种双马达驱动组件和确定双马达驱动组件中摩擦的方法，特别但不排他地适用于车辆的手轮致动器(hwa)组件。

背景技术：

1、电动马达被广泛用于机动车辆应用中并在机动车辆应用中越来越常见。例如，已知提供一种电动动力辅助转向系统，其中，电动马达设备向转向系统的一部分施加辅助转矩，以使驾驶员更容易转动车辆的方向盘。辅助转矩的量值根据控制算法来确定，该控制算法接收一个或多个参数(比如通过驾驶员转动方向盘向转向柱施加的转矩、车辆速度等)作为输入。

2、电动马达在机动车辆应用中的使用的另一个示例是线控转向系统。在正常使用期间，这些系统与由驾驶员移动的手轮和转向车轮没有直接的机械连接，其中传感器检测驾驶员对手轮的移动，并且马达响应于传感器的输出被驱动以产生使车轮转向的力。这些系统依靠传感器将方向盘处的用户输入数据转发到控制单元，这些控制单元将用户输入数据与其他信息(比如车辆速度和横摆速率)相结合，以将控制信号递送到物理致动车辆的转向齿条的主马达。控制单元还用于过滤掉来自前车轮的不需要的反馈，并向联接到方向盘的次级电动马达提供响应信号。次级马达响应于方向盘处的特定用户输入而为驾驶员提供适当的阻力和反馈，以模仿常规转向系统的感觉。

3、在线控转向系统中，组件的一部分的失灵或故障可能会损害使车辆转向的能力。因此，期望提供具有用于提供至少暂时的故障安全操作的结构的组件。us 2006/0042858a1公开了包括转向组件的转向设备，该转向组件包括手轮致动器。手轮致动器包括用于支撑方向盘的转向柱、传动机构和两个马达，这两个马达各自用于向转向柱提供转矩。

4、gb 2579374 a公开了一种用于与线控转向手轮致动器一起使用的转向柱组件。该组件利用类似的双马达驱动系统，该双马达驱动系统包括第一马达和第二马达，该第一马达和该第二马达各自具有驱动相应输出传动机构的输出。每个输出传动机构驱动第一传动机构，该第一传动机构连接到方向盘的轴并被配置成使方向盘的轴旋转，以向驾驶员提供路感的感觉。双马达驱动系统用于通过同时驱动两个马达以向转向柱施加相反的转矩来减少传动机构咯咯声。具有两个马达还在系统中提供一些冗余。

5、hwa对方向盘轴施加摩擦。这种摩擦主要由负载相关分量组成，该负载相关分量随着齿轮箱传输的转矩的增大而增大。还有不是负载相关的近似恒定分量。总hwa摩擦是这两个分量的总和。

6、摩擦可能根据齿轮组的操作温度、齿轮组的磨损和其他因素而变化。期望测量齿轮箱中的摩擦量，以允许检查齿轮箱在使用寿命内的总体状况，并调整对齿轮箱摩擦的估计。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供了一种双马达驱动组件，该双马达驱动组件包括：

2、壳体；

3、轴，该轴相对于壳体可旋转地安装；

4、第一传动机构，该第一传动机构连接到轴并被配置成与轴一起旋转；

5、第一马达和第二马达，该第一马达和该第二马达各自具有驱动相应输出传动机构的输出，输出传动机构与第一传动机构接合；

6、控制电路，该控制电路被适配成将独立的转矩需求分配给第一马达和第二马达中的每一个以导致净转矩施加到轴；以及处理电路，该处理电路被适配成通过向两个马达施加包括提供净零转矩的相等且相反的偏移分量加上施加到马达以向第一传动机构提供总体非零转矩的附加转矩分量的转矩需求来估计系统的与负载无关的机械摩擦的水平，

7、其中，处理电路在没有到系统的外部输入时的时间处在值范围内改变每个马达所需的马达转矩之间的差，并观测该范围内克服机械摩擦以使轴以恒定速度旋转的净转矩的最低值。

8、处理电路可以在某个范围内改变偏移转矩分量，并且对于该范围内的多个值，确定使轴以恒定速度旋转所需的净转矩，并且可以被配置成通过对该范围内的结果进行外推来确定转矩的最低值，并因此与负载无关的摩擦。改变偏移转矩将引入可变的负载相关摩擦以及恒定的负载相关摩擦，并且外推法将提供更准确的方式来确定该恒定摩擦。

9、另外，处理电路可以根据给定的偏移转矩分量值的净转矩值来估计与负载相关的摩擦值，并减去所估计的与负载无关的摩擦值。

10、本发明提供了用于测量系统上没有外部输入时的时间处存在的恒定摩擦的装置，如此它最有可能用作加电或断电测试序列的一部分，但是也可以在正常操作期间实施(例如，当车辆处于某种自主模式并且驾驶员没有通过方向盘向系统施加任何外部转矩时)。

11、控制两个马达，使得它们经由传动机构施加在转向轴上的净转矩与需求转矩紧密匹配，从而排除摩擦效应。控制电路可以被配置成提供传动比的缩放以及对可能导致马达输出的变化的因素(比如温度、纹波转矩和内部动态)的补偿。净转矩可以被定义为两个马达转矩需求的瞬时总和。

12、驱动组件可以包括用于根据所识别的最低净转矩来估计机械摩擦的装置。例如，信息可以储存在存储器的查找表中，该查找表将净转矩映射到机械摩擦。

13、在修改中，用于估计机械摩擦的装置可以将克服摩擦所需的平均净转矩识别为导致轴在第一方向上以恒定角速度旋转的值，并且可以将克服摩擦所需的平均净转矩识别为导致轴在第二方向上以恒定角速度旋转的值，其中第一方向不等于第二方向。

14、申请人已经认识到，摩擦可能根据轴的旋转方向而不同，因此在两个方向上识别这一点可能是有益的。摩擦可能会随着轴的转动而变化，因此期望获得某个旋转角度范围内的平均值。

15、在进一步的布置中，用于估计摩擦的装置可以使轴以两个或更多个不同的速度旋转，并且将刚好克服摩擦所需的净转矩识别为维持那些不同速度的值。这允许确定对粘性摩擦的估计，该粘性摩擦根据轴旋转速度而变化。

16、对粘性摩擦的这种附加估计也可以针对轴在两个相反方向上的旋转来执行。

17、该组件包括为每个马达产生独立的控制信号的马达控制器以及用于每个马达的驱动电路，该驱动电路导致响应于控制信号而产生马达转矩。

18、马达控制器可以被配置为基于转矩需求的控制系统，在该基于转矩需求的控制系统中，施加到每个马达的转矩需求对应于来自马达的目标输出转矩。然后可以增大或减少净转矩需求，同时监测每个步长处的轴速度以识别马达速度何时恒定。

19、马达控制器可以替代性地被配置为角度控制系统，在该角度控制系统中，角度需求被设置为斜坡以提供一段恒定速度操作。在这种情况下，轴被迫以恒定速度初转，并且马达净转矩将自动安置在实现该设定速度所需的最低净转矩处。

20、第一传动机构可以包括蜗轮，并且每个马达可以通过相应的包括蜗杆传动机构的输出传动机构连接到第一传动机构的蜗轮。

21、双马达驱动组件可以包括用于车辆的线控转向手轮致动器组件的一部分。

22、马达可以设置有对每个马达的单独控制，并具有为每个马达设置目标转矩的装置。

23、根据本发明的第二方面，提供了一种确定此类双马达驱动组件中的摩擦的方法，该方法包括：

24、壳体；

25、轴，该轴相对于壳体可旋转地安装；

26、第一传动机构，该第一传动机构连接到轴并被配置成与轴一起旋转；

27、第一马达和第二马达，该第一马达和该第二马达各自具有驱动相应输出传动机构的输出，输出传动机构与第一传动机构接合；以及

28、用于将独立的转矩需求分配给第一马达和第二马达中的每一个以导致净转矩施加到轴的装置，

29、该方法包括：

30、将驱动信号施加到两个马达，以使它们向轴施加相反的转矩；

31、在没有到系统的外部输入时的时间处在值范围内改变两个马达转矩水平之间的差并且对于不同的偏移转矩分量值范围，以便改变由两个马达施加的净转矩；以及

32、观测该范围内克服机械摩擦以使轴以恒定速度转动的净转矩的最低值。