[發明專利]一種具備冗余功能的線控轉向裝置及控制方法

在審

• 申請號: 201910151723.4
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109808764A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 王宇;張建;劉曄;劉金波;黃海洋;韓亞凝
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D3/12
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發明公開了一種具備冗余功能的線控轉向裝置及控制方法，所述具備冗余功能的線控轉向裝置包括路感模擬執行器、轉向執行器和線控轉向控制模塊；所述轉向執行器包括第一齒輪齒條機構、第一齒條行程傳感器、第一轉向電機控制器、第一轉向電機、第一轉向電機轉子位置傳感器、第二齒輪齒條機構、第二齒條行程傳感器、第二轉向電機控制器、第二轉向電機、第二轉向電機轉子位置傳感器和轉向機。本發明通過冗余的第一轉向電機與第一轉向電機控制器和第二轉向電機與第二轉向電機控制器，保證了故障出現時，線控轉向系統仍然可以正常轉向，保障車內乘員安全。

技術領域

本發明涉及先進車輛轉向系統及其控制技術領域，具體涉及一種具備冗余功能的線控轉向裝置及控制方法。

背景技術

隨著汽車技術的不斷發展，汽車轉向系統已經歷了機械轉向、液壓助力轉向、電液轉向及電動助力轉向四個階段，而隨著汽車電子技術的深入發展，一種新型的轉向系統需求受到了廣泛關注，即線控轉向。

線控轉向系統取消了轉向盤與轉向輪之間的機械連接，完全由電能實現轉向，擺脫了傳統轉向系統的各種限制，不但可以自由設計汽車轉向的力傳遞特性，而且可以設計汽車轉向的角傳遞特性，給汽車轉向特性的設計帶來無限的空間，是汽車轉向系統的重大革新。

近年來，汽車智能化也在不斷推進，而線控轉向系統則是智能駕駛汽車的必備裝置，它不僅能響應來自總線的轉向指令，也能將方向盤隱匿，從而為自動駕駛車輛提供充足的機艙空間，提高車內乘員的舒適性。因此，線控轉向必將成為轉向系統發展歷史的第五個階段。

目前，在已知技術中，專利《一種電動汽車線控轉向系統及其控制方法》(CN103587576A)公開的線控轉向系統，包括線控轉向系統控制器、轉向盤力反饋模塊和前輪轉向模塊三部分，控制方法主要包括初始化、信號采集、轉向盤力反饋控制、前輪轉向控制。專利《線控轉向系統和線控轉向系統的控制方法》(CN107848569A)公開的線控轉向系統，主要公開目的在于在使點火開關為接通狀態時能夠使線控轉向系統穩定地工作。專利《一種汽車線控轉向的冗余及容錯系統及控制方法》(CN101549707A)公開的線控轉向系統，主要介紹了系統軟、硬件的冗余措施及冗余控制方法。專利《一種全解耦線控轉向系統》(CN107672669A)公開的線控轉向系統，主要是對線控轉向系統機械結構組成進行了介紹。已公布的專利均沒有對線控轉向系統結構及控制上的冗余安全措施進行介紹，特別是當系統用于智能駕駛技術時，無法保證當關鍵部件失效時車輛仍能進行正常轉向，從而保障車內乘員的安全。

發明內容

本發明目的是提供一種具備冗余功能的線控轉向裝置及控制方法，其在關鍵部件失效時車輛仍能進行正常轉向，有效地保障了車內乘員的安全。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：一種具備冗余功能的線控轉向裝置，其包括路感模擬執行器、轉向執行器和線控轉向控制模塊；

所述路感模擬執行器包括方向盤、轉向輸入軸、扭矩傳感器、第一轉角傳感器、蝸輪蝸桿機構、第二轉角傳感器、路感電機、路感電機轉子位置傳感器和路感電機控制器；

方向盤與轉向輸入軸連接，轉向輸入軸與蝸輪蝸桿之間安裝有扭矩傳感器和第一轉角傳感器；

路感電機通過蝸輪蝸桿機構與轉向輸入軸連接；

蝸輪蝸桿機構末端還裝有轉角傳感器；

路感電機控制器連接于路感電機；路感電機轉子末端安裝有路感電機轉子位置傳感器；

所述轉向執行器包括第一齒輪齒條機構、第一齒條行程傳感器、第一轉向電機控制器、第一轉向電機、第一轉向電機轉子位置傳感器、第二齒輪齒條機構、第二齒條行程傳感器、第二轉向電機控制器、第二轉向電機、第二轉向電機轉子位置傳感器和轉向機；