[发明专利]一种具备冗余功能的线控转向装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种具备冗余功能的线控转向装置及控制方法，所述具备冗余功能的线控转向装置包括路感模拟执行器、转向执行器和线控转向控制模块；所述转向执行器包括第一齿轮齿条机构、第一齿条行程传感器、第一转向电机控制器、第一转向电机、第一转向电机转子位置传感器、第二齿轮齿条机构、第二齿条行程传感器、第二转向电机控制器、第二转向电机、第二转向电机转子位置传感器和转向机。本发明通过冗余的第一转向电机与第一转向电机控制器和第二转向电机与第二转向电机控制器，保证了故障出现时，线控转向系统仍然可以正常转向，保障车内乘员安全。

技术领域

本发明涉及先进车辆转向系统及其控制技术领域，具体涉及一种具备冗余功能的线控转向装置及控制方法。

背景技术

随着汽车技术的不断发展，汽车转向系统已经历了机械转向、液压助力转向、电液转向及电动助力转向四个阶段，而随着汽车电子技术的深入发展，一种新型的转向系统需求受到了广泛关注，即线控转向。

线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电能实现转向，摆脱了传统转向系统的各种限制，不但可以自由设计汽车转向的力传递特性，而且可以设计汽车转向的角传递特性，给汽车转向特性的设计带来无限的空间，是汽车转向系统的重大革新。

近年来，汽车智能化也在不断推进，而线控转向系统则是智能驾驶汽车的必备装置，它不仅能响应来自总线的转向指令，也能将方向盘隐匿，从而为自动驾驶车辆提供充足的机舱空间，提高车内乘员的舒适性。因此，线控转向必将成为转向系统发展历史的第五个阶段。

目前，在已知技术中，专利《一种电动汽车线控转向系统及其控制方法》(CN103587576A)公开的线控转向系统，包括线控转向系统控制器、转向盘力反馈模块和前轮转向模块三部分，控制方法主要包括初始化、信号采集、转向盘力反馈控制、前轮转向控制。专利《线控转向系统和线控转向系统的控制方法》(CN107848569A)公开的线控转向系统，主要公开目的在于在使点火开关为接通状态时能够使线控转向系统稳定地工作。专利《一种汽车线控转向的冗余及容错系统及控制方法》(CN101549707A)公开的线控转向系统，主要介绍了系统软、硬件的冗余措施及冗余控制方法。专利《一种全解耦线控转向系统》(CN107672669A)公开的线控转向系统，主要是对线控转向系统机械结构组成进行了介绍。已公布的专利均没有对线控转向系统结构及控制上的冗余安全措施进行介绍，特别是当系统用于智能驾驶技术时，无法保证当关键部件失效时车辆仍能进行正常转向，从而保障车内乘员的安全。

发明内容

本发明目的是提供一种具备冗余功能的线控转向装置及控制方法，其在关键部件失效时车辆仍能进行正常转向，有效地保障了车内乘员的安全。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种具备冗余功能的线控转向装置，其包括路感模拟执行器、转向执行器和线控转向控制模块；

所述路感模拟执行器包括方向盘、转向输入轴、扭矩传感器、第一转角传感器、蜗轮蜗杆机构、第二转角传感器、路感电机、路感电机转子位置传感器和路感电机控制器；

方向盘与转向输入轴连接，转向输入轴与蜗轮蜗杆之间安装有扭矩传感器和第一转角传感器；

路感电机通过蜗轮蜗杆机构与转向输入轴连接；

蜗轮蜗杆机构末端还装有转角传感器；

路感电机控制器连接于路感电机；路感电机转子末端安装有路感电机转子位置传感器；

所述转向执行器包括第一齿轮齿条机构、第一齿条行程传感器、第一转向电机控制器、第一转向电机、第一转向电机转子位置传感器、第二齿轮齿条机构、第二齿条行程传感器、第二转向电机控制器、第二转向电机、第二转向电机转子位置传感器和转向机；