[发明专利]一种三电机集成式高可靠智能线控系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种三电机集成式高可靠智能线控系统及其控制方法，该线控系统包括信号输入模块、制动模块、转向模块、冗余模块、集成ECU控制模块，信号输入模块用于判断驾驶员控制车辆转向和制动的操作意图，制动模块用于实现接收到驾驶员制动信号后的常规制动功能，转向模块用于实现接收到驾驶员转向信号后的常规转向功能，冗余模块用于制动功能或者转向功能中某一个功能发生故障时，经过ECU1控制，结合未故障模块对故障模块进行冗余工作；集成ECU控制模块用于接受相关信号，通过计算分析判断各个模块所处状态和驾驶员制动或转向意图，控制各个模块工作以实现转向、制动和相互冗余功能，以满足不同工况和状态下系统需求和安全性。

技术领域

本发明涉及线控底盘技术领域，尤其设计一种三电机集成式高可靠智能线控系统及其控制方法。

背景技术

汽车底盘的主要作用是实现汽车的加速、减速以及转向等功能。该零部件技术的优化可以有效提高汽车整体的性能。因此汽车行业目前的发展情况主要将研究的重点放在了汽车底盘集成和控制技术的研究问题上。随着汽车智能化电子化的发展，不管是电动车还是燃油车，线控底盘技术都已经成为了国内外一个热门的研究课题。线控底盘主要有五大系统，分别为线控转向、线控制动、线控换挡、线控驱动和线控悬架。其中线控转向和线控制动是面向自动驾驶执行端方向最核心的产品，其技术和工程领域发展前景都较好。

线控转向和线控制动系统作为线控底盘中两个最重要的新型系统，相比于传统的液压转向和液压制动系统，具有明显的技术优势。线控转向系统去掉了部分车辆前舱转向机械结构，省略了占用空间，减少了路面带来的冲击，并降低了噪声；去掉了机械转向管柱，提高了车辆的碰撞安全性；方向盘转角和转向力矩可以独立设计，根据路况和方向盘转动力度、车速综合计算，通过电子控制单元控制以适应不同驾驶员的驾驶习惯。线控制动系统则是将传统液压式制动系统部分或者全部剔除，分为EHB(Electro hydraulic Brake)和EMB(Electro-Mechanical Brake)，相较于传统的纯液压制动，反应时间大大降低，安全优势极为突出，大幅度缩短刹车距离，同时移除了助力器和部分液压控制系统，使整车质量降低，底盘空间增大，具有更高的环保意义。除此之外，更加便于集成电子驻车、防抱死、制动力分配等附加功能，有利于底盘的集成化设计。

针对于线控转向和线控制动的稳定可靠及安全性，需要在系统设计中引入大量的冗余系统，包括传感器冗余、助力电机的冗余、车载电源系统冗余等，这使得系统结构复杂，成本较高。线控转向系统的冗余有机械冗余和电控系统备份冗余，其中电控系统备份冗余完全剔除方向盘与转向机械机构，在方向盘处布置多个传感器来实现转向输入信号的冗余，转向机构采用多个电机+ECU系统来实现控制冗余。但这相当于安装两套重复转向系统，成本较高。同时，线控制动中的部分EHB系统采用备用的液压系统，在液压机械结构失效时冲开备用阀，恢复为传统的液压制动进行冗余制动，但这种形式并没有脱离对液压系统的依靠。相比之下，有些EHB直接完全取消液压连接，只通过助力电机和助力传动机构来推动主缸进行制动，此时也需要考虑到电机失效时的冗余问题。

一般用于应对电机失效冗余方案为双电机相互冗余方案。比如同时考虑线控转向系统和线控制动系统的冗余问题时，线控转向系统和线控制动系统均采用双电机冗余设计，则一共需要四个电机来分别实现转向冗余和制动冗余功能，再加上各个电机对应的控制器和线路，整体的质量影响和空间浪费将会比较大。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种三电机集成式高可靠智能线控系统及其控制方法，利用三电机结合行星齿轮减速机构进行动力的集成与分配，对转向和制动两种线控系统进行集成和相互冗余，进而实现高可靠性和高集成化的线控转向制动功能，满足多工况下车辆转向和制动需求。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种三电机集成式高可靠智能线控系统，包括信号输入模块、制动模块、转向模块、冗余模块和ECU；