一种三电机线控转向系统及其控制方法.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CN109466621A(43)申请公布日2019.03.15(21)申请号201811229163.1(22)申请日2018.10.22(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人王峰张健徐兴陈龙李勇(51)Int.Cl.B62D5/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种三电机线控转向系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种三电机线控转向系统及其控制方法，该系统包括转向盘模块、转向模块和ECU控制模块。转向盘模块用于驾驶员操作控制车辆转向，转向模块包括第一离合器、第三电机、行星齿轮机构、第二离合器、第一电机、第二电机、转向齿轮和转向齿条，ECU控制模块中ECU读取车辆行驶速度、转向盘的转角信号、转向杆的转矩信号、各电机控制器反馈的电流等信号，分析判断车辆所处转向工况，进而控制各电机运行和离合器开闭，电机动力经过行星齿轮机构进行耦合、分配后配合离合器开闭，实现转向系统不同转向模式的切换，进而满足不同转向工况的需求以及系统的安全性。CN109466621ACN109466621A权利要求书1/2页1.一种三电机线控转向系统，其特征在于，包括转向盘模块、转向模块和ECU控制模块；转向盘模块包括转向盘(2)、转角转矩传感器(3)、转向杆(4)、路感电机(5)及减速器(7)，转向盘(2)与转向杆(4)的一端相连，转角转矩传感器(3)安装在转向杆(4)上，路感电机(5)通过减速器(7)与转向杆(4)相连；转向模块包括第一离合器(8)、第三电机(9)、行星齿轮机构、第二离合器(12)、第一电机(14)、第二电机(16)、转向齿轮(19)和转向齿条(20)，行星齿轮机构包括行星架(11)、齿圈(13)和太阳轮(18)，转向杆(4)的一端与第一离合器(8)一端相连，第一离合器(8)另一端与行星架(11)一端固定，行星架(11)另一端与太阳轮18)相连，太阳轮(18)与转向齿轮(19)、转向齿条(20)依次相连，行星架(11)上固定第二离合器(12)，第二离合器(12)与齿圈(13)相连，齿圈(13)与第一电机(14)、第二电机(16)相连，行星架(11)还与第三电机(9)相连；ECU控制模块包括ECU(1)、第三电机控制器(10)、第一电机控制器(15)、第二电机控制器(17)和路感电机控制器(6)，第三电机控制器(10)、第一电机控制器(15)、第二电机控制器(17)和路感电机控制器(6)分别与第三电机(9)、第一电机(14)、第二电机(16)和路感电机(5)导线连接；所述转向模块中，将第一电机(14)、第二电机(16)和第三电机(9)不同状态下的动力经过行星齿轮机构进行耦合、分配，再配合第一离合器(8)和第二离合器(12)的开闭，组成多种模式，实现转向系统的不同转向模式的切换，满足不同转向工况需求。2.一种三电机线控转向系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，ECU(1)读取车速、转向盘转角、转向杆转矩信号以及电机反馈的电流信号与工作状态信息；步骤2)，监测电机是否出现故障，若电机未出现故障，进入步骤3)，若电机出现故障，进入步骤4)；步骤3)，将当前车速与预设车速v0进行比较，当车速小于预设车速v0时，转向系统进入“大转矩模式”，当车速大于预设车速v0时，转向系统进入“敏捷模式”；步骤4)，判断第三电机(9)是否故障，是则进入步骤5)，否则进入步骤7)；步骤5)，判断第一电机(14)与第二电机(16)是否工作正常，是则转向系统进入“单电机模式”，否则进入步骤6)；步骤6)，判断第一电机(14)与第二电机(16)是否均故障，是则转向系统进入“失效模式”，否则表明第一电机(14)与第二电机(16)其中之一故障，转向系统进入“冗余单电机模式”；步骤7)，判断第一电机(14)是否故障，是则进入步骤8)，否则进入步骤9)；步骤8)，判断第二电机(16)是否故障，是则转向系统进入“第三电机助力模式”，否则表明第二电机(16)工作正常，进入步骤10)；步骤9)，第一电机(14)工作正常，则第二电机(16)故障，进入步骤10)；步骤10)，第一电机(14)与第二电机(16)其中之一故障、另一工作正常，进一步将当前车速与预设车速v0进行比较，当车速小于预设车速v0时，转向系统进入“冗余大转矩模式”，当车速大于预设车速v0时，转向系统进入“冗余敏捷模式”；步骤11)，将电机电流信号与工作状态，反馈至ECU(1)，形成闭环控制。3.根据权利要求2所述的三电机线控转向系统的控制方法，其特征在于，所述“大转矩模式”为一种线控转向模式，第一离合器(8)断开，第二离合器(12)闭合，行星架(11)与齿圈