[发明专利]一种线控独立转向系统及其容错控制方法

说明书

本发明属于汽车线控转向技术领域，涉及一种线控独立转向系统及其容错控制方法。一种线控独立转向系统，包括：转向操纵及反作用力产生单元，用于转向动作输入及对方向盘施加的反作用扭矩；转向单元，用于控制车轮转向；控制单元，用于接收系统状态信号并发送控制指令。本发明提出的线控独立转向系统，其对于线控转向系统的不同失效条件所导致的失效轮转向偏移，可以在不对未失效轮进行转向调节的前提下使其满足梯形转向关系以切换为线控梯形转向，降低了失效切换对转向动作的影响，且在线控梯形转向模式下仍保持部分部件冗余，大大提高了转向系统的冗余范围与程度。

技术领域

本发明属于汽车线控转向技术领域，涉及一种线控独立转向系统及其容错控制方法。

背景技术

随着车辆智能化技术的不断发展，线控转向(Steer-By-Wire)技术的应用受到了广泛关注。线控转向系统使方向盘单元与转向执行单元的的机械分离，驾驶员转向指令与地面反馈的信息交互通过传感系统及控制单元实现，这种输入输出解耦的控制方式不仅可以基于不同的行车情景自动调节前轮转向响应，还可以避免路面的不利反馈对驾驶员造成干扰。

线控独立转向实现了两前轮的相对转动，较之于传统线控转向的梯形转向关系，其对车辆的稳定性有更大程度的保证。作为一种结构与失效形式更为复杂的线控转向系统，当前大多数独立转向设计方案考虑了线控独立转向的失效冗余，采用电控液压系统或电控传动机构的调节驱动转向轮的能量输入，将线控独立转向降级为线控梯形转向或电控助力转向。

然而，现有的设计方案在单侧车轮偏离预期角度到两轮转向角耦合的这一动态过程中，失效侧车轮转角无法快速精准调控以对齐未失效侧车轮转角。因此，当前失效轮转角与未失效轮的转角耦合调控仍对线控独立转向到线控梯形转向切换过程中整车转向动作影响存在较大影响。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提出一种线控独立转向系统，其对于线控转向系统的不同失效条件所导致的失效轮转向偏移，可以在不对未失效轮进行转向调节的前提下使其满足梯形转向关系以切换为线控梯形转向，降低了失效切换对转向动作的影响，且在线控梯形转向模式下仍保持部分部件冗余，大大提高了转向系统的冗余范围与程度。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种线控独立转向系统，其特殊之处在于：

包括转向操纵及反作用力产生单元，用于转向动作输入及对方向盘施加的反作用扭矩，其包括：方向盘、转向柱、扭矩转角传感器、第一反力电机减速机、第一反力电机、第一电磁离合器、第二反力电机减速机、第二反力电机、转向传动轴；

所述方向盘与转向柱上端连接，第一反力电机用于带动与第一转向柱转动，第二反力电机用于带动转向转动轴转动，转向柱下端通过第一电磁离合器与转向传动轴上端连接；

转向单元，用于控制车轮转向，其包括：第二电磁离合器、齿轮传动机、第三电磁离合器、第四电磁离合器、第一转向驱动电机、第二转向驱动电机、第一小齿轮传动轴、第二小齿轮传动轴、第一转向驱动电机减速机、第二转向驱动电机减速机、第一横拉杆位移传感器、第二横拉杆位移传感器、第一转向横拉杆、第二转向横拉杆；

所第二电磁离合器通过与转向传动轴的连接与所述转向操纵及反作用力产生单元相连；第二电磁离合器与齿轮传动机的齿轮机第一齿轮轴-的上端或者齿轮机第二齿轮轴-的上端连接，第一小齿轮传动轴、第二小齿轮传动轴分别与齿轮机第一齿轮轴-的下端、齿轮机第二齿轮轴-的下端相连；第一转向驱动电机通过第一驱动电机减速机与第一小齿轮轴连接并通过齿轮齿条配合使第一转向横拉杆产生直线位移，第二转向驱动电机通过第二转向驱动电机减速机与第二小齿轮轴连接并通过齿轮齿条配合使第二转向横拉杆产生直线位移，第一横拉杆位移传感器安装于第一转向横拉杆所在壳体，第二横拉杆位移传感器安装于第二转向横拉杆所在壳体；