[发明专利]一种线控转向系统的多电机冗余装置及控制方法

权利要求书

1.一种线控转向系统的多电机冗余装置，其特征在于：包括电子控制单元、路感电机、转向电机、冗余电机、输入轴、输出轴和离合器；所述离合器包括箱体及设置于箱体内的第一上接合器、第二上接合器、中间轴、中间轴齿轮结构、第一下接合器和第二下接合器；

输入轴的上端和方向盘固定连接，输入轴的下端穿入箱体，与箱体内的第一上接合器固定连接；在正常工作状态下，所述输入轴受路感电机驱动转动；

输出轴的下端通过齿轮结构和转向器啮合，输出轴的上端穿入箱体与箱体内的第一下接合器固定连接；在正常工作状态下，所述输出轴通过转向器受转向电机驱动转动；

所述中间轴和输入轴、输出轴同轴；

所述中间轴上设置有中间轴齿轮结构，所述中间轴通过所述中间轴齿轮结构和箱体外的冗余电机啮合，受冗余电机驱动转动；所述中间轴的上端设置有可沿中间轴的轴向移动的第二上接合器，所述第二上接合器通过第一驱动装置实现和第一上接合器啮合或脱离，从而实现中间轴和输入轴联动或脱离；

所述中间轴的下端设置有可沿中间轴的轴向移动的第二下接合器，所述第二下接合器通过第二驱动装置实现和第一下接合器啮合或脱离，从而实现中间轴和输出轴联动或脱离；

所述第一驱动装置和第二驱动装置受所述电子控制单元控制，当所述第一驱动装置和第二驱动装置共同作用，可实现输入轴、输出轴和中间轴的三者联动；

所述电子控制单元执行以下步骤：

实时监测路感电机、转向电机、冗余电机的状态，所述状态包括正常状态和失效状态；

当路感电机、转向电机均正常时，控制离合器的中间轴和输入轴、中间轴和输出轴均处于脱离状态，冗余电机处于关断状态；

当仅路感电机失效时，控制离合器的中间轴和输入轴联动，将路感信号输入给冗余电机，冗余电机执行路感电机工作；

当仅转向电机失效时，控制离合器的中间轴和输出轴联动，将转向信号输入给冗余电机，冗余电机执行转向电机工作；

当路感电机、转向电机和冗余电机中的两个失效时，控制离合器的中间轴、输入轴、输出轴三者联动，将线控转向系统转为机械式电动助力转向系统，由未失效的电机提供电动助力；

当路感电机、转向电机和冗余电机均失效时，控制离合器的中间轴、输入轴、输出轴三者联动，将线控转向系统转为机械式转向系统。

2.如权利要求1所述的线控转向系统的多电机冗余装置，其特征在于：所述第一驱动装置和第二驱动装置均为电磁换向阀，所述电磁换向阀的轴和对应的第二上接合器或第二下接合器固定连接。

3.如权利要求2所述的线控转向系统的多电机冗余装置，其特征在于：所述电磁换向阀的轴上固定有卡环，所述第二上接合器和第二下接合器上均设有环形卡槽，所述卡环与卡槽配合连接，实现所述电磁换向阀的轴和对应的第二上接合器或第二下接合器的固定连接。

4.如权利要求1所述的线控转向系统的多电机冗余装置，其特征在于：所述第一上接合器和第二上接合器为花键联接；所述第一下接合器和第二下接合器为花键联接。

5.如权利要求1所述的线控转向系统的多电机冗余装置，其特征在于：所述路感电机、轴向电机、冗余电机采用相同规格的电机。

6.如权利要求1所述的线控转向系统的多电机冗余装置，其特征在于：所述转向器是齿轮齿条转向器。

7.如权利要求1所述的线控转向系统的多电机冗余装置，其特征在于：用于评价路感电机、转向电机、冗余电机的状态的参数包括电机输入电流、电机转速与电机输出扭矩。