[发明专利]一种双电机双电源线控转向系统及其容错控制方法

说明书

本发明公开了一种双电机双电源线控转向系统及其容错控制方法，系统包括：方向盘，转向管柱、路感模拟装置、双电机转向模块、主控制器、电源容错装置、转向横拉杆、转向车轮单元；电源容错装置包括电源控制器单元、第一电源单元、第二电源单元；电源控制器单元控制第一继电器和第二继电器进行供电模式选择，并输出第一电机控制信号和第二电机控制信号。本发明容错控制方法具备多种供电模式，并能够根据电源和电机故障情况进行快速切换，保证单个电源故障情况下，由另一个电源驱动双电机进行转向动作，避免电源故障导致车辆丧失转向能力，增强了车辆转向安全性。

技术领域

本发明属于汽车转向系统技术领域，具体指代一种双电机双电源线控转向系统及其容错控制方法。

背景技术

智能化和线控化是汽车转向系统的发展趋势，也是智能汽车和新能源汽车的一项关键技术。由于线控转向取消了传统转向系统的机械连接，采用电控的方式进行转向控制，因此系统可靠性显得尤为重要。现有的线控转向，通常采用双电机执行装置，在其中一个电机发生故障时，另一个电机仍可以进行转向，具有容错功能。例如中国专利申请号为CN201711346835.2，专利名称为“一种具有容错功能的多电机线控转向系统及控制方法”中提出了一种通过电机控制器将故障电机对应的电磁离合器分离的容错控制方法；中国专利申请号为CN201711344340 .6，专利名称为“一种双电机冗余线控转向装置及其控制方法”中提出一种在线控转向机构故障时，电磁离合器合上，电机反转使转向器小齿轮和转向器齿条完成转向的容错方法。

但是现有的双电机转向系统均采用单一电源进行供电，没有考虑到电源失效情况下的容错问题，一旦电源发生故障，则两个电机均无法工作，使驾驶员完全失去对车辆方向的控制，从而造成极大的安全隐患。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双电机双电源线控转向系统及其容错控制方法，以解决现有技术中难以实现双电机转向系统电源冗余及电源容错控制的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种双电机双电源线控转向系统，包括：方向盘，转向管柱、路感模拟装置、双电机转向模块、主控制器、电源容错装置、转向横拉杆、转向车轮单元；

所述方向盘连接转向管柱，转向管柱上分别固定安装第三转矩传感器、转角传感器，方向盘输入的作用力经过转向管柱作用于路感模拟装置；

所述双电机转向模块包括：第一电机、第二电机、第一转矩传感器、第二转矩传感器、第一螺母、第二螺母、第一滚珠丝杠、第二滚珠丝杠；

第一电机输出端通过第一转矩传感器连接第一螺母；第二电机输出端通过第二转矩传感器连接第二螺母；第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠固定于转向横拉杆上；第一滚珠丝杠连接第一螺母，第二滚珠丝杠连接第二螺母，并分别将第一电机和第二电机输出的转向力矩传递至转向横拉杆并进行叠加；转向横拉杆两侧输出端连接转向车轮单元，输出叠加的转向力矩，完成转向操作；

所述电源容错装置包括：电源控制器单元、第一电源单元、第二电源单元；

电源控制器单元的输入端分别连接第一电源单元和第二电源单元，同时还与主控制器电气连接；电源控制器单元的输出端分别连接第一电机和第二电机；

所述主控制器的输入端通过车载通讯线路连接第一转矩传感器、第二转矩传感器、第三转矩传感器、转角传感器、车速传感器、横摆角速度传感器；主控制器的输出端连接路感模拟装置和电源控制器单元。

进一步的，所述路感模拟装置包括电机和减速机构，二者驱动连接，电机输出力矩经减速机构作用在转向管柱上，转向管柱将作用力传递至方向盘，形成模拟驾驶路感。