[发明专利]一种车辆线控转向系统、容错控制方法及故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种车辆线控转向系统、容错控制方法及故障诊断方法，该系统的转向执行机构由冗余电动液压助力转向系统模块和轮毂电机差速转向系统模块两部分组成，该系统既可实现差速转向功能，同时可通过冗余电动液压助力转向系统模块实现助力转向功能，防止由于轮毂电机发生故障使车辆无法转向，保证了车辆的行驶安全。

技术领域

本发明属于车辆转向系统技术领域，具体指代一种重型车辆线控转向系统、容错控制方法及故障诊断方法。

背景技术

随着科技的发展，汽车的传统转向系统也迎来了革新，出现了线控转向系统，通过ECU控制车轮上的轮毂电机实现汽车的转向。线控转向系统将车辆转向系统从传统机械转向机构中解放出来，形成一种全新的四轮可独立转向的先进转向系统。与传统的转向系统相比，它具有更多的可控自由度，因此可以实现常规汽车无法完成的原地转向，斜行以及横向移动等特殊功能，极大的提高了汽车的机动性能。

现今重型汽车上的转向系统多采用电动液压助力转向系统，该助力转向系统具有良好的转向轻便性以及操纵稳定性，它兼顾液压助力转向系统的操作柔顺性以及电动助力转向系统的经济性，克服了传统机械转向系统笨重，操纵困难的缺点；为此，电动液压助力转向系统得到了广泛地应用。

对于线控转向系统来说，如果该系统的控制元件或者轮毂电机出现问题时，便会导致汽车的转向系统不能进行及时有效的转向操作，大大地增加了车辆行驶的安全隐患，因此对于线控转向系统，容错控制很重要，必须考虑软件容错与硬件容错相结合，才能更好的保证车辆行驶的安全性。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种车辆线控转向系统、容错控制方法及故障诊断方法，以实现线控转向操作，并且在线控转向系统出现问题时，能及时发现并转由电液复合转向系统进行转向操作，更好保障行车安全。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种车辆线控转向系统，包括：转向盘，转向轴，转矩传感器，循环球转向器，转向摇臂，转向节臂，转向梯形，轮毂电机，电子控制单元，助力电机，转向助力泵，高压油管，控制阀，转阀，液压助力缸，回油油管，油箱，轮毂电机控制器，速度/加速度传感器及车轮；所述的转向盘连接转向轴的力矩输入端，转矩传感器置于转向轴的力矩输出端和循环球转向器的输入端之间，并与电子控制单元相连接，力矩经转向摇臂，转向节臂，转向梯形输出至车轮；速度/加速度传感器与电子控制单元相连接，电子控制单元将接收到的速度/加速度传感器传输的速度/加速度信号传给助力电机，助力电机通过转向助力泵将电能转化为液压能，液压能通过转向助力泵，高压油管，控制阀，转阀传给液压助力缸，液压助力缸将液压能转化为机械能传给转向梯形，转向梯形再将机械能输出至车轮；电子控制单元还将接收到的速度/加速度信号传给轮毂电机控制器，轮毂电机控制器将信号传给轮毂电机，轮毂电机驱动车轮进行转向操作；所述助力电机，转向助力泵，油箱，高压油管，控制阀，转阀，液压助力缸及回油油管构成冗余电动液压助力转向系统模块；轮毂电机控制器和轮毂电机构成轮毂电机差速转向系统模块；其中，电子控制单元通过电子控制单元传给冗余电动液压助力转向系统模块的信号电流对助力电机进行控制，驱动转向助力泵工作，使油液经由高压油管流至控制阀、转阀、液压助力缸，结束循环的工作液经由回油油管回流至油箱；电子控制单元通过电子控制单元传给轮毂电机控制器的信号电流对轮毂电机控制器进行控制，轮毂电机控制器将轮毂电机控制器传给轮毂电机的信号电流传给轮毂电机，然后轮毂电机驱动车轮进行转向操作。

本发明的一种车辆线控转向系统的容错控制方法，包括步骤如下：

1)判断传感器传给电子控制单元的信号电流I3是否大于电子控制单元控制判断电流I0，若“否”则电子控制单元传递电子控制单元传给冗余电动液压助力转向系统模块的信号电流I8给助力电机，由冗余电动液压助力转向系统模块完成转向操作；若“是”则电子控制单元对传感器传来的信号进行分析计算，产生电子控制单元传给轮毂电机控制器的信号电流I4并传递给轮毂电机控制器，轮毂电机控制器对传递来的信号进行计算分析，进入步骤2)；