[发明专利]一种双电机双电源线控转向系统及其容错控制方法

权利要求书

1.一种双电机双电源线控转向系统，其特征在于，包括：方向盘，转向管柱、路感模拟装置、双电机转向模块、主控制器、电源容错装置、转向横拉杆、转向车轮单元；

所述方向盘连接转向管柱，转向管柱上分别固定安装第三转矩传感器、转角传感器，方向盘输入的作用力经过转向管柱作用于路感模拟装置；

所述双电机转向模块包括：第一电机、第二电机、第一转矩传感器、第二转矩传感器、第一螺母、第二螺母、第一滚珠丝杠、第二滚珠丝杠；

第一电机输出端通过第一转矩传感器连接第一螺母；第二电机输出端通过第二转矩传感器连接第二螺母；第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠固定于转向横拉杆上；第一滚珠丝杠连接第一螺母，第二滚珠丝杠连接第二螺母，并分别将第一电机和第二电机输出的转向力矩传递至转向横拉杆并进行叠加；转向横拉杆两侧输出端连接转向车轮单元，输出叠加的转向力矩，完成转向操作；

所述电源容错装置包括：电源控制器单元、第一电源单元、第二电源单元；

电源控制器单元的输入端分别连接第一电源单元和第二电源单元，同时还与主控制器电气连接；电源控制器单元的输出端分别连接第一电机和第二电机；

所述主控制器的输入端通过车载通讯线路连接第一转矩传感器、第二转矩传感器、第三转矩传感器、转角传感器、车速传感器、横摆角速度传感器；主控制器的输出端连接路感模拟装置和电源控制器单元；

所述电源控制器单元包括继电控制器、第一继电器及第二继电器；继电控制器输入端连接第一电源单元、第二电源单元及主控制器，输出端与第一电机、第二电机、第一继电器、第二继电器电气连接；第一电源单元的电路与第一继电器的触点a、b连接，第一继电器的触点e、f输出电路分为两个并联电路，一个支路连接第一电机，另一个支路连接第二继电器的触点g、h；第二电源单元输出端分为两个并联电路，一个支路连接第一继电器的触点c、d，另一个支路和第二继电器的触点i、j连接，第二继电器的触点k、m连接第二电机。

2.根据权利要求1所述的双电机双电源线控转向系统，其特征在于，所述路感模拟装置包括电机和减速机构，二者驱动连接，电机输出力矩经减速机构作用在转向管柱上，转向管柱将作用力传递至方向盘，形成模拟驾驶路感。

3.一种双电机双电源线控转向系统的容错控制方法，基于上述权利要求1所述的系统，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据车辆行驶情况，通过方向盘输入一定的转向角度；

2)主控制器接收转角信号A，第三转矩信号B，第二转矩信号C，第一转矩信号D，车速信号E，横摆角速度信号F，计算出双电机转向模块需要提供的转向助力大小及路感模拟装置需要的反馈力矩大小，并向电源控制器单元输出主控制器电源控制信号H及向路感模拟装置输出路感控制信号R；

3)电源控制器单元分别接收第一电源单元输出信号J、第二电源单元输出信号K以及主控制器电源控制信号H，继电控制器控制第一继电器和第二继电器进行供电模式选择，并输出第一电机控制信号P和第二电机控制信号Q；

4)第一电机和第二电机输出的转向力矩在转向横拉杆上进行叠加，传递至转向车轮单元，完成车轮转向操作；路感模拟装置输出的反馈力矩经转向管柱和方向盘传递至驾驶员，完成路感模拟操作。

4.根据权利要求3所述的双电机双电源线控转向系统的容错控制方法，其特征在于，所述步骤3)中供电模式选择具体包括以下步骤：

31)主控制器根据第一转矩传感器和第二转矩传感器的输出信号，判断第一电机和第二电机是否正常工作，并输出包含第一电机和第二电机工作状态的主控制器电源控制信号；电源控制器单元接收第一电源单元输出信号和第二电源单元输出信号，得到第一电源和第二电源工作状态；继电控制器通过各电机和电源工作状态，控制第一继电器和第二继电器选择相应的供电模式；

32)若第一电机、第二电机、第一电源单元、第二电源单元均正常工作，电源控制器单元输出第一电机控制信号和第二电机控制信号，第一继电器的触点a连接触点e,触点b连接触点f，第一电源单元给第一电机供电，第二继电器的触点i连接触点k，触点j连接触点m，第二电源单元给第二电机供电，转向系统正常工作；

33)若第二电源单元出现故障，电源控制器单元输出第一电机控制信号和第二电机控制信号，第一继电器的触点a连接触点e，触点b连接触点f,第二继电器的触点g连接触点k，触点h连接触点m，第一电源单元同时给第一电机和第二电机供电，电源控制器单元向驾驶员发出故障警告；

34)若第一电机故障且第二电源单元故障，电源控制器单元输出第二电机控制信号，并停止输出第一电机控制信号，第一继电器的触点a连接触点e，触点b连接触点f，第二继电器的触点g连接触点k，触点h连接触点m，第一电源单元给第二电机供电，第一电机暂停工作，电源控制器单元向驾驶员发出故障警告；

35)若第二电机故障且第二电源单元故障，电源控制器单元输出第一电机控制信号，并停止输出第二电机控制信号，第一继电器的触点a连接触点e，触点b连接触点f，第二继电器断开，第一电源单元给第一电机供电，第二电机暂停工作，电源控制器单元向驾驶员发出故障警告；

36)若第一电源单元故障，电源控制器单元输出第一电机控制信号和第二电机控制信号，第一继电器的触点c连接触点e，触点d连接触点f，第二继电器的触点i连接触点k，触点j连接触点m，第二电源单元给第一电机供电和第二电机供电，电源控制器单元向驾驶员发出故障警告；

37)若第二电机故障且第一电源单元故障，电源控制器单元输出第一电机控制信号，并停止输出第二电机控制信号，第一继电器的触点c连接触点e，触点d连接触点f,第二继电器断开，第二电源单元给第一电机供电，第二电机暂停工作，电源控制器单元向驾驶员发出故障警告；

38)若第一电机故障且第一电源单元故障，电源控制器单元输出第二电机控制信号，并停止输出第一电机控制信号，第一继电器断开，第二继电器的触点i连接触点k，触点j连接触点m，第二电源单元给第二电机供电，第一电机暂停工作，向驾驶员发出故障警告；

39)若第一电机、第二电机、第一电源单元、第二电源单元均故障，电源控制器单元停止输出第一电机控制信号和第二电机控制信号，第一继电器与第二继电器均断开，第一电机和第二电机暂停工作，电源控制器单元向驾驶员发出故障警告，并提示驾驶员进行紧急制动操作。