[發明專利]一種線控轉向系統、控制方法以及汽車

在審

• 申請號: 202010815446.5
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112249151A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 趙子曦;朱明哲;原誠寅;李柏林
• 申請（專利權）人: 北京新能源汽車技術創新中心有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04
• 代理公司: 北京一品慧誠知識產權代理有限公司 11762
• 代理人: 鄧樹山

本發明涉及汽車技術領域，具體涉及一種線控轉向系統、控制方法以及汽車，所述系統包括控制單元和電機組，所述控制單元包括相互校驗進行冗余驗證的多個處理器、與處理器對應的橋路以及備用橋路；所述電機組包括與橋路對應的電機，所述處理器通過橋路與電機連通，所述處理器與電機之間的橋路故障時通過切換至備用橋路實現與電機的連通；本發明通過兩塊處理器的相互校驗進行冗余驗證，避免控制邏輯出現異常，保證安全；如果橋路出現異常，可以通過閑置的備用橋路替補損壞的橋路，備用橋路電性連接來代替之前線控轉向系統中的許多過度冗余部分，可以顯著降低線控轉向系統的成本。

技術領域

本發明涉及汽車技術領域，具體涉及一種線控轉向系統、控制方法以及汽車。

背景技術

目前線控轉向系統由轉向手感作動器(用途是給駕駛員方向盤力的反饋)與車輪位置作動器(用途是控制車輛轉向輪轉動合適的角度)兩者構成。為了保證車輛的安全需求，通常轉向手感作動器需要有一單繞組電機提供反饋力矩；車輪位置作動器需要有一雙繞阻電機提供車輪位置控制。因此，線控轉向系統成本較高。

目前，現有技術中的線控轉向系統多采用兩種方案，其中第一種現有技術方案如圖1所示：

轉向手感作動器由角度傳感器、力矩傳感器、減速機構、電機1、控制單元1和控制單元2組成，原理如下，角度傳感器和力矩傳感器用來檢測駕駛員的駕駛意圖，控制單元1和控制單元2識別到駕駛員意圖以后通過計算，使得電機1產生一作用力，為駕駛員提供路感。控制單元1和控制單元2在計算與控制命令上相互冗余，保證車輛安全。

車輪位置作動器由電機3、電機3、控制單元3、控制單元4、減速機構和齒條機構傳感器組成，原理如下，減速機構和齒條機構傳感器用來檢測推動車輪的齒條位置，然后電機3與減速機構在檢測到齒條位置之后通過計算，使得電機3和電機4同時施加作用力，維持并控制齒條/車輪在目標位置。控制單元3和控制單元4在計算與控制命令上相互冗余，電機3與電機4在施加作用力上相互冗余，保證車輛安全。電機3與電機4可以為兩個獨立的電機，也可以為同一個電機的兩部分繞阻。

特別地，當電機3或控制單元3出現失效時，由于缺少了一半的電機作用力，車輪位置作動器只能產生系統設定目標50％的作用力。

第二種現有技術方案如圖1所示，

處理器1、橋路1與橋路2共同組成控制單元1(控制轉向手感作動器)；處理器2、橋路2與橋路3共同組成控制單元2(控制車輪位置作動器)；即通過兩個處理器去分別獨立控制“轉向手感作動器”與“車輪位置作動器”；

如果想要實現控制單元控制的處理器fail以后的備份，就要每個單元都使用兩顆處理器，所以兩個單元一共使用4顆處理器。而圖2中是一顆處理器的非冗余方案；

如果想要實現控制橋路fail以后的備份，就要每個電機都被兩套驅動橋去驅動，一共2x2＝4套驅動橋。

綜上，現有方案的缺點是：

(1)、如果采用第一種現有技術想要注重冗余，那就要使用4顆處理器和3個電機，成本高；

(2)、如果采用第二種現有技術想要注重成本，那使用2顆處理器就夠了，但是因為非冗余，安全性不足。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種能夠在保證安全性的前提下降低成本的線控轉向系統。

為了解決上述技術問題，本發明采用的第一種技術方案為：

一種線控轉向系統，包括

控制單元，所述控制單元包括相互校驗進行冗余驗證的多個處理器、與處理器對應的橋路以及備用橋路；以及

電機組，所述電機組包括與橋路對應的電機，所述處理器通過橋路與電機連通，所述處理器與電機之間的橋路故障時通過切換至備用橋路實現與電機的連通。