[发明专利]一种双冗余线控转向控制系统及方法

权利要求书

1.一种双冗余线控转向控制系统，包括转角控制信号模块、电子转向控制器模块、主电机模块、辅电机模块、主电机转矩转角传感器模块、辅电机转矩转角传感器模块、传动机构模块、执行机构模块以及车辆的左右前轮模块，其特征在于，所述转角控制信号模块与电子转向控制器模块双向连接，所述电子转向控制器模块分别与主电机模块以及辅电机模块单向连接，并行控制；

所述主电机模块分别与传动机构模块以及主电机转矩转角传感器模块单向连接，所述辅电机模块分别与传动机构模块以及辅电机转矩转角传感器模块单向连接，所述主电机转矩转角传感器模块以及辅电机转矩转角传感器模块皆与电子转向控制器模块双向连接，所述传动机构模块与执行机构模块单向连接，所述执行机构模块与车辆的左右前轮模块单向连接；

所述转角控制信号模块用于发送转向指令并接收电子转向控制器模块的转矩转角信息；

所述电子转向控制器模块用于向主电机模块以及辅电机模块发送控制指令并为主电机转矩转角传感器模块以及辅电机转矩转角传感器模块进行供电，同时接收主电机转矩转角传感器模块、辅电机转矩转角传感器模块的转矩转角信息；

所述主电机模块、辅电机模块用于控制传动机构模块转动；

所述主电机转矩转角传感器模块用于探测主电机模块的转矩转角数据；

所述辅电机转矩转角传感器模块用于探测辅电机模块的转矩转角数据；

所述传动机构模块用于控制执行机构模块转动；

所述执行机构模块用于对车辆的左右前轮模块进行转向控制。

2.根据权利要求1所述的双冗余线控转向控制系统，其特征在于，所述电子转向控制器模块供电由车辆提供DC12V或DC24V直流电源。

3.根据权利要求1所述的双冗余线控转向控制系统，其特征在于，所述电子转向控制器模块内通过汽车级降压稳压模块输出DC5V供电电压，所述DC5V供电电压分别向主电机转矩转角传感器模块以及辅电机转矩转角传感器模块进行供电。

4.根据权利要求1所述的双冗余线控转向控制系统，其特征在于，所述辅电机模块通过齿轮与输入轴固定连接，所述输入轴的上端与方向盘固定连接，所述输入轴下端通过上结合器与中间轴的上端固定连接，所述辅电机转矩转角传感器模块安装于输入轴上，所述中间轴的下端通过下结合器与输出轴上端固定连接，所述主电机转矩转角传感器模块安装于输出轴上，所述主电机模块通过齿轮与齿轮齿条转向器固定连接，所述齿轮齿条转向器与车辆的左右前轮转动连接。

5.一种如权利要求1-4任一所述的双冗余线控转向系统的控制方法，其特征在于，如下步骤：

步骤一：所述转角控制信号模块通过CAN总线向电子转向控制器模块发送目标转角指令；

步骤二：所述电子转向控制器模块接收到转角控制信号发送过的目标转角指令后，将目标转角值与主电机转矩转角传感器模块和辅电机转矩转角传感器模块的实际转角值比较，若有偏差将转角的差值经过PID计算后转换为主电机模块以及辅电机模块的电机控制信号，并将电机控制信号传递至主电机模块以及辅电机模块中；

步骤三：首先主电机模块根据电机控制信号进行向目标转角转动，并控制传动机构模块转动；电子转向控制器模块时时监控主电机模块工作情况，诺在20ms内主电机模块未能控制传动机构模块转动，并通过CAN总线上报主电机模块有故障；立即启动辅电机模块根据电机控制信号进行向目标转角转动，并控制传动机构模块转动；保证传动模块正常工作；

步骤四：传动机构模块将转动传递至执行机构模块中；

步骤五：执行机构模块对车辆的左右前轮模块进行转向控制；

步骤六：同时主电机转矩转角传感器模块以及辅电机转矩转角传感器模块检测主电机模块以及辅电机模块的转矩转角数据，并将该数据皆传送至电子转向控制器模块中；

步骤七：电子转向控制器模块分别接收主电机模块以及辅电机模块的转矩转角数据，将该两数据与主电机模块和辅电机模块标定时的数据进行对比，并将对比结果反馈给转角控制信号模块中。

6.根据权利要求5所述的双冗余线控转向控制方法，其特征在于，所述主电机模块以及辅电机模块出现故障时的具体工作步骤如下：

步骤一：主电机模块以及辅电机模块并行控制，获得两路扭矩信号以及两路转角信号；

步骤二：当主电机模块和辅电机模块任意一个模块出现故障，另一个电机皆正常转动，并控制传动机构模块转动；

步骤三：传动机构模块将转动传递至执行机构模块中；

步骤四：执行机构模块对车辆的左右前轮模块进行转向控制；

步骤五：同时主电机转矩转角传感器模块以及辅电机转矩转角传感器模块检测主电机模块以及辅电机模块的转矩转角数据，并将该数据皆传送至电子转向控制器模块中；

步骤六：电子转向控制器模块分别接收主电机模块以及辅电机模块的转矩转角数据，将该两数据进行对比，两数据不同，进而向转角控制信号模块发送故障指令；

步骤七：转角控制信号模块发出报警。