[发明专利]一种自动驾驶车辆的冗余电动助力转向系统及其控制方法

权利要求书

1.一种自动驾驶车辆的冗余电动助力转向系统，其特征在于：包括有第一转矩耦合器、第二转矩耦合器、第一助力系统、第二助力系统、主控制器和报警装置，其中方向盘通过第一中间轴与第一转矩耦合器相连接，第一助力系统和第二助力系统并联后通过输出轴均与第二转矩耦合器相连接，第二转矩耦合器通过第二中间轴与第一转矩耦合器相连接，第一转矩耦合器通过第三中间轴与转向器相连接，第一助力系统、第二助力系统和报警装置均与主控制器相连接，主控制器控制第一助力系统、第二助力系统和报警装置的工作，主控制器还与车辆的CAN主线相连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆的冗余电动助力转向系统，其特征在于：所述的方向盘上装配有压力传感器，压力传感器与主控制器相连接，压力传感器能够把获得的数据实时传输给主控制器。

3.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆的冗余电动助力转向系统，其特征在于：所述的第一中间轴上装配有转矩转角传感器，转矩转角传感器为两通道冗余转矩转角传感器，每个通道均能获取独立的方向盘转矩转角信号，转矩转角传感器与主控制器相连接，转矩转角传感器能够把获取的数据实时传输给主控制器。

4.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆的冗余电动助力转向系统，其特征在于：所述的连接第一转矩耦合器和第二转矩耦合器的第二中间轴上装配有第一电磁离合器，第一电磁离合器与主控制器相连接并由主控制器控制工作。

5.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆的冗余电动助力转向系统，其特征在于：所述的第一助力系统和第二助力系统的结构相同，第一助力系统和第二助力系统均包括有助力电机、转矩传感器、减速器和第二电磁离合器，其中助力电机的控制端与主控制器相连，主控制器根据车速信号和方向盘转矩信号或期望方向盘转角信号和实际方向盘转角信号来控制助力电机输出转矩，助力电机的输出端与减速器的输入端相连，减速器的输出端与第二电磁离合器的输入端相连接，第二电磁离合器的控制端与主控制器相连，通过主控制器实时控制第二电磁离合器的接合和断开，第二电磁离合器的输出端连接到第二转矩耦合器，转矩传感器装配在助力电机和减速器相连接的轴上，用于实时检测助力电机的输出转矩，转矩传感器与主控制器相连接，转矩传感器能够把助力电机的输出转矩实时传输给主控制器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种自动驾驶车辆的冗余电动助力转向系统，其特征在于：所述的主控制器为ECU,主控制器采用的是JTEKT公司开发的具有双冗余自诊断功能的控制器，主控制器内部装配有两个相互独立的芯片，能够对采集到的信号完成同步运算处理和输出工作，每个芯片有做独立的诊断校验，当其中一个主控芯片出现故障时能自诊断出是否有故障，并通过对故障主控芯片的使能信号置“零”和未故障的主控芯片使能信号置“壹”，来控制未故障的主控芯片输出信号，主控制器以不同的端口分别连接两通道冗余转矩转角传感器、压力传感器、转矩传感器、第一电磁离合器、第二电磁离合器、助力电机和报警装置，主控制器接收两通道冗余转矩转角传感器、压力传感器和转矩传感器所获取的探测信息以及从汽车总线上获取的期望方向盘转角信号和车速信号，主控制器对第一电磁离合器、两个第二电磁离合器、两个助力电机和报警装置起控制作用。

7.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆的冗余电动助力转向系统，其特征在于：所述的报警装置安装于驾驶室内部，报警装置包括蜂鸣器和四个发红光的LED灯，其中四个发红光的LED灯分别用来提示驾驶员两通道冗余转矩转角传感器故障、主控制器故障和两个助力电机故障。