[发明专利]一种三电机线控转向系统及其控制方法

权利要求书

1.一种三电机线控转向系统，其特征在于，包括转向盘模块、转向模块和ECU控制模块；转向盘模块包括转向盘（2）、转角转矩传感器（3）、转向杆（4）、路感电机（5）及减速器（7），转向盘（2）与转向杆（4）的一端相连，转角转矩传感器（3）安装在转向杆（4）上，路感电机（5）通过减速器（7）与转向杆（4）相连；转向模块包括第一离合器（8）、第三电机（9）、行星齿轮机构、第二离合器（12）、第一电机（14）、第二电机（16）、转向齿轮（19）和转向齿条（20），行星齿轮机构包括行星架（11）、齿圈（13）和太阳轮（18），转向杆（4）的一端与第一离合器（8）一端相连，第一离合器（8）另一端与行星架（11）一端固定，行星架（11）另一端与太阳轮18）相连，太阳轮（18）与转向齿轮（19）、转向齿条（20）依次相连，行星架（11）上固定第二离合器（12），第二离合器（12）与齿圈（13）相连，齿圈（13）与第一电机（14）、第二电机（16）相连，行星架（11）还与第三电机（9）相连；ECU控制模块包括ECU（1）、第三电机控制器（10）、第一电机控制器（15）、第二电机控制器（17）和路感电机控制器（6），第三电机控制器（10）、第一电机控制器（15）、第二电机控制器（17）和路感电机控制器（6）分别与第三电机（9）、第一电机（14）、第二电机（16）和路感电机（5）导线连接；

所述转向模块中，将第一电机（14）、第二电机（16）和第三电机（9）不同状态下的动力经过行星齿轮机构进行耦合、分配，再配合第一离合器（8）和第二离合器（12）的开闭，组成多种模式，实现转向系统的不同转向模式的切换，满足不同转向工况需求；

所述ECU（1）监测电机是否出现故障，若电机未出现故障，且当前车速大于预设车速v₀时，转向系统进入“敏捷模式”：第一离合器（8）、第二离合器（12）均断开，ECU（1）通过电机控制器控制电机完成转向，在第一电机（14）与第二电机（16）输出稳定转速的情况下，改变第三电机（9）的转速大小，使太阳轮（18）的旋转方向发生转变。

2.一种根据权利要求1所述的三电机线控转向系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1），ECU（1）读取车速、转向盘转角、转向杆转矩信号以及电机反馈的电流信号与工作状态信息；

步骤2），监测电机是否出现故障，若电机未出现故障，进入步骤3），若电机出现故障，进入步骤4）；

步骤3），将当前车速与预设车速v₀进行比较，当车速小于预设车速v₀时，转向系统进入“大转矩模式”，当车速大于预设车速v₀时，转向系统进入“敏捷模式”；

步骤4），判断第三电机（9）是否故障，是则进入步骤5），否则进入步骤7）；

步骤5），判断第一电机（14）与第二电机（16）是否工作正常，是则转向系统进入“单电机模式”，否则进入步骤6）；

步骤6），判断第一电机（14）与第二电机（16）是否均故障，是则转向系统进入“失效模式”，否则表明第一电机（14）与第二电机（16）其中之一故障，转向系统进入“冗余单电机模式”；

步骤7），判断第一电机（14）是否故障，是则进入步骤8），否则进入步骤9）；

步骤8），判断第二电机（16）是否故障，是则转向系统进入“第三电机助力模式”，否则表明第二电机（16）工作正常，进入步骤10）；

步骤9），第一电机（14）工作正常，则第二电机（16）故障，进入步骤10）；

步骤10），第一电机（14）与第二电机（16）其中之一故障、另一工作正常，进一步将当前车速与预设车速v₀进行比较，当车速小于预设车速v₀时，转向系统进入“冗余大转矩模式”，当车速大于预设车速v₀时，转向系统进入“冗余敏捷模式”；

步骤11），将电机电流信号与工作状态，反馈至ECU（1），形成闭环控制。