1.一种线控独立转向系统,其特征在于:
包括:
转向操纵及反作用力产生单元,用于转向动作输入及对方向盘施加的反作用扭矩,其包括:方向盘(1)、转向柱(2)、扭矩转角传感器(3)、第一反力电机减速机(4)、第一反力电机(5)、第一电磁离合器(6)、第二反力电机减速机(7)、第二反力电机(8)、转向传动轴(9);
所述方向盘(1)与转向柱(2)上端连接,第一反力电机(5)用于带动与第一转向柱(2)转动,第二反力电机(8)用于带动转向转动轴(9)转动,转向柱(2)下端通过第一电磁离合器(6)与转向传动轴(9)上端连接;
转向单元,用于控制车轮转向,其包括:第二电磁离合器(10)、齿轮传动机(11)、第三电磁离合器(12)、第四电磁离合器(13)、第一转向驱动电机(14)、第二转向驱动电机(15)、第一小齿轮传动轴(16)、第二小齿轮传动轴(17)、第一转向驱动电机减速机(18)、第二转向驱动电机减速机(19)、第一横拉杆位移传感器(20)、第二横拉杆位移传感器(21)、第一转向横拉杆(22)、第二转向横拉杆(23);
所第二电磁离合器(10)通过与转向传动轴(9)的连接与所述转向操纵及反作用力产生单元相连;第二电磁离合器(10)与齿轮传动机(11)的齿轮机第一齿轮轴(111)的上端或者齿轮机第二齿轮轴(1112)的上端连接,第一小齿轮传动轴(16)、第二小齿轮传动轴(17)分别与齿轮机第一齿轮轴(111)的下端、齿轮机第二齿轮轴(1112)的下端相连;第一转向驱动电机(14)通过第一驱动电机减速机(18)与第一小齿轮轴(16)连接并通过齿轮齿条配合使第一转向横拉杆(22)产生直线位移,第二转向驱动电机(15)通过第二转向驱动电机减速机(19)与第二小齿轮轴(17)连接并通过齿轮齿条配合使第二转向横拉杆(23)产生直线位移,第一横拉杆位移传感器(20)安装于第一转向横拉杆(22)所在壳体,第二横拉杆位移传感器(21)安装于第二转向横拉杆(23)所在壳体;
控制单元,用于接收系统状态信号并发送控制指令,分别与所述第一反力电机(5)、第二反力电机(8)、第一转向驱动电机(14)、第二转向驱动电机(15)、第一电磁离合器(6)、第二电磁离合器(10)、第三电磁离合器(12)、第四电磁离合器(13)、扭矩转角传感器(3)、第一转向横拉杆位移传感器(20)、第二转向横拉杆位移传感器(21)信号线连接。
2.根据权利要求1所述的一种线控独立转向系统,其特征在于:所述第一反力电机(5)通过第一反力电机减速机(4)与第一转向柱(2)连接,第二反力电机(8)通过第二反力电机减速机(7)与转向转动轴(9)连接。
3.根据权利要求2所述的一种线控独立转向系统,其特征在于:所述转向操纵及反作用力产生单元的转向传动轴(9)与第一电磁离合器(6)与第二电磁离合器(10)之间分别通过万向传动机构连接。
4.根据权利要求1所述的一种线控独立转向系统,其特征在于:所述转向执行单元的第一小齿轮传动轴(16)与第三电磁离合器(12)通过万向传动机构连接,以适应车辆转向系统空间布置需求。
5.根据权利要求1所述的一种线控独立转向系统,其特征在于:所述转向执行单元的第二小齿轮传动轴(17)与第四电磁离合器(13)通过万向传动机构连接,以适应车辆转向系统空间布置需求。
6.基于权利要求1‑5任一所述的一种线控独立转向系统的容错控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、进行系统自检,判断第一反力电机(5)、第二反力电机(8)、第一转向驱动电机(14)、第二转向驱动电机(15)是否存在失效,若第一反力电机(5)失效,则进入步骤2.1,若第二反力电机(8)失效,则进入步骤3.1,若第一转向驱动电机(14)失效,则进入步骤4.1,若第二转向驱动电机(15)失效,则进入步骤5.1;若否,则程序返回结束;
步骤2.1、切换模式1,结束后进行然后进行下一步;
步骤2.2、进行系统自检,判断第一转向驱动电机(14)、第二转向驱动电机(15)是否失效,若第一转向驱动电机(14)失效,则用第二转向驱动电机(15)代偿冗余,若第二转向驱动电机(15)失效,则用第一转向驱动电机(14)代偿冗余;若否,则程序返回结束;
步骤3.1、切换模式1,结束后进行然后进行下一步;
步骤3.2、进行系统自检,判断第一转向驱动电机(14)、第二转向驱动电机(15)是否失效,若第一转向驱动电机(14)失效,则用第二转向驱动电机(15)代偿冗余,若第二转向驱动电机(15)失效,则则用第一转向驱动电机(14)代偿冗余;若否,则程序返回结束;
步骤4.1、切换模式2,结束后进行然后进行下一步;
步骤4.2、进行系统自检,判断第二转向驱动电机(15)、第二反力电机(8)、第一反力电机(5)是否失效,若第一反力电机(5)失效,则切换模式4;若第二反力电机(8)失效,用第二转向驱动电机(15)代偿冗余,若第二转向驱动电机(15)失效,则用第二反力电机(8)代偿冗余;若否,则程序返回结束;
步骤5.1、切换模式3,
步骤5.2、进行系统自检,判断第一转向驱动电机(14)、第二反力电机(8)、第一反力电机(5)是否失效,若第一反力电机(5)失效,则切换模式4;若第二反力电机(8)失效,用第一转向驱动电机(14)代偿冗余,若第一转向驱动电机(14)失效,则用第二反力电机(8)代偿冗余;若否,则程序返回结束。
7.根据权利要求6所述的容错控制方法,其特征在于:
所述模式1包括以下步骤:
1)线控独立转向系统执行器各部件保持初始状态;
2)读取方向盘转矩与转角信号;
3)ECU依据梯形转向算法生成车轮目标转角信号;
4)ECU向第一转向执行电机(14)发送转角控制指令,并反馈执行器执行状态,第一转向驱动电机(14)依据整车转角指令调节本侧车轮转角;ECU向第二转向驱动电机(15)发送转角控制指令,并反馈执行器执行状态,第二转向驱动电机(15)依据整车转角指令调节本侧车轮转角;
5)左右两侧车轮转角等于ECU梯形转向策略目标转角信号;
6)第三电磁离合器(12)接合,第四电磁离合器(13)接合;
7)切换为线控梯形转向模式。
8.根据权利要求7所述的容错控制方法,其特征在于:
所述模式2包括以下步骤:
1)第一电磁离合器(6)断开,第二电磁离合器(10)接合;
2)读取方向盘转矩与转角信号;
3)ECU依据梯形转向算法生成车轮目标转角信号;
4)ECU向执行第二反力电机(8)发送转角控制指令,并反馈执行器执行状态,转向第二反力电机(8)依据整车转角指令调节本侧车轮转角;ECU向第二转向驱动电机(15)发送转角控制指令,并反馈执行器执行状态,第二转向驱动电机(15)依据整车转角指令调节本侧车轮转角;
5)两侧车轮转角等于ECU梯形转向策略转角信号;
6)第三电磁离合器(12)接合,第四电磁离合器(14)接合;
7)切换为线控梯形转向模式。
9.根据权利要求8所述的容错控制方法,其特征在于:
所述模式3包括以下步骤:
1)第一电磁离合器(6)断开,第二电磁离合器(10)接合;
2)读取方向盘转矩与转角信号;
3)ECU依据梯形转向算法生成车轮目标转角信号;
4)ECU向第二反力电机(8)发送转角控制指令,并反馈执行器执行状态,第二反力电机(8)依据整车转角指令调节本侧车轮转角;ECU向第一转向驱动电机(14)发送转角控制指令,并反馈执行器执行状态,第一转向驱动电机(14)依据整车转角指令调节本侧车轮转角;
5)左右两侧车轮转角等于ECU梯形转向策略目标转角信号;
6)第三电磁离合器(12)接合,第四电磁离合器(13)接合;
7)切换为线控梯形转向模式。
10.根据权利要求9所述的容错控制方法,其特征在于:
所述模式4包括以下步骤:
1)第二电磁离合器(10)断开;
2)读取转向反馈信号;
3)ECU依生成目标反作用力矩信号;
4)ECU向第二反力电机(8)发送转矩控制指令;
5)反作用力矩目标值与实际值相等;
6)第一电磁离合器(6)接合;
7)完成完成线控梯形转向模式下执行状态切换。