一种线控转向系统的多电机冗余装置及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110588767A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910987839.1(22)申请日2019.10.17(71)申请人厦门理工学院地址361000福建省厦门市集美区后溪镇理工路600号(72)发明人韩锋钢田昊华彭倩(74)专利代理机构厦门市精诚新创知识产权代理有限公司35218代理人何家富(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种线控转向系统的多电机冗余装置及控制方法(57)摘要本发明公开了一种线控转向系统的多电机冗余装置及其控制方法，该装置增加了冗余电机，同时在线控转向系统的输入轴和输出轴之间的离合器设有一与冗余电机联动的中间轴及中间轴齿轮结构，在离合器内形成输入轴和中间轴、输出轴和中间轴的双离合结构，在路感电机、转向电机或其电机控制单元、控制线路出现异常时，可在电子控制单元的控制下，实现中间轴与输入轴的联动、中间轴与输出轴的联动、或中间轴、输入轴、输出轴三者的联动，从而最大限度的保证线控转向系统的安全性和可用性，并当线性转向系统完全失效时，仍能切换到机械式转向系统，保证车辆的行驶安全。CN110588767ACN110588767A权利要求书1/2页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结合器、第二上结合器、中间轴、中间轴齿轮结构、第一下结合器和第二下结合器；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，所述第二上结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，所述第二下结合器通过第二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。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结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，所述第二上结合器和第二下结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结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。7.一种线控转向系统的多电机冗余装置的控制方法，其特征在于：采用权利要求1至6任一项所述的线控转向系统的多电机冗余装置，其中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入轴联动，将转向信号输入给冗余电机，冗余电机执行转向电机工作；2CN110588767A权利要求书2/2页当路感电机、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。8.如权利要求7所述的控制方法，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