车辆冗余电子助力转向系统技术方案

本实用新型专利技术公开了车辆冗余电子助力转向系统，包括两个电子助力转向单元；每一所述电子助力转向单元均包括处理器，以及分别与处理器连接的转角转矩传感器和电机；还包括第一汽车总线和第二汽车总线；两个处理器分别与第一汽车总线连接；两个处理器还分别与第二汽车总线连接。本实用新型专利技术能够满足自动驾驶的安全要求。

【技术实现步骤摘要】
车辆冗余电子助力转向系统
本技术属于汽车电子转向
，具体涉及车辆冗余电子助力转向系统。
技术介绍
随着现代技术进步和科技发展，人们对车辆的要求越来越高，在满足传统行驶的基础上，还需要能够实现车辆的智能化控制，如无人驾驶汽车、自适应巡航、车辆主动安全、全自动泊车等功能。其中的电动助力转向控制系统作为智能化控制中的重要部分，用于实现智能改变汽车的行驶方向，其性能的好坏将直接影响到汽车的转向性能，以及操控的稳定性和行驶的安全性。现有的电动助力转向控制系统（EPS）由转角转矩传感器、车速传感器、控制单元处理器、助力电机等组成。其基本工作原理是：转角转矩传感器测得的方向盘转矩信号和车速信号一同送给控制单元处理器，经处理器处理和计算以决定助力电机的转向和助力电流的大小，从而完成转向助力控制。但现有的电动助力转向控制系统是基于驾驶员转向提高助力进行设计，其功能安全等级只能达到KSIL-B，若其中的每一个节点处于异常，整个电动助力转向控制系统将失效，将会给安全驾驶带来严重的后果，故无法满足自动驾驶的功能安全要求。如CN101308383B公开了一种电动助力转向控制方法和系统，该系统基于现有的EPS控制技术，采用双微处理器处理器的形式，主处理器控制助力电机工作，从处理器监控主处理器的工作状态，当主处理器工作异常，则由从处理器剥夺主处理器的工作权，取而代之控制助力电机正常工作，构成冗余控制方式。具有冗余控制功能的电动助力转向系统可以很好的提高电动转向控制系统的可靠性，有效地提高了汽车驾驶安全性和舒适性。但该系统只针对处理器进行了冗余，若电动助力转向控制系统的传感器和/或零部件或者电动机的零部件发生失效的情况下，该系统仍无法维持转向辅助功能。另外，该系统仍是针对基于驾驶员转向提高助力进行设计的，同样无法满足自动驾驶的功能安全要求。因此，有必要开发车辆冗余电子助力转向系统。
技术实现思路
本技术的目的是提高车辆冗余电子助力转向系统，以满足自动驾驶的安全要求。本技术所述的车辆冗余电子助力转向系统，包括两个电子助力转向单元；每一所述电子助力转向单元均包括处理器，以及分别与处理器连接的转角转矩传感器和电机；还包括第一汽车总线和第二汽车总线；两个处理器分别与第一汽车总线连接；两个处理器还分别与第二汽车总线连接。两个所述处理器之间通过一条通信线连接；两个处理器之间通过通信线进行信息的交互，主要用于两个处理器之间的相互校验和监测等。两个所述处理器之间通过两条通信线连接；即实现了两个处理器之间的通信线的冗余，当其中一条通信线出现失效时，另一条通信线还能够确保系统的正常运行，故提高了自动驾驶的安全性和可靠性。还包括：中央控制器，该中央控制器与第一汽车总线连接；安全控制器，该安全控制器与第二汽车总线连接；中央控制器通过第一汽车总线与两个电子助力转向单元进行通信，安全控制器通过第二汽车总线与两个电子助力转向单元进行通信，当第一汽车总线或中央控制器出现故障失效时，系统还可以通过安全控制器、第二汽车总线来发出指令，故提高了自动驾驶的安全性和可靠性。两个所述电子助力转向单元共同控制车辆转向；当两个电子助力转向单元均正常时，由两个电子助力转向单元共同控制所述车辆实现转向，每个电机的峰值扭矩不需要达到车辆所需的最大扭矩，故可适当降低对电机的性能要求，以达到在满足自动驾驶安全的前提下，能够降低车辆成本。本技术的有益效果：当系统中的两个处理器、两个转角转矩传感器和两个电机中均的任意一个失效时，另一个正常运行的电子助力转向单元也能够单独控制车辆实现转向，故能够满足自动驾驶的安全要求。本系统还对汽车总线进行了冗余，当其中一条汽车总线出现故障失效时，另一个汽车总线还能够确保整个系统正常运行，故提高了自动驾驶的安全性和可靠性。附图说明图1为本技术中的原理框图；图2本本技术中两个电子助力转向单元的控制流程图；图3为本技术中中央控制器与安全控制器的控制流程图；图4为本技术中第一汽车总线和第二汽车总线的控制流程图；图中：1、转角转矩传感器，2、处理器，3、电机，4、中央控制器，5、安全控制器，6、第一汽车总线，7、第二汽车总线，8、通信线。具体实施方式以下结合附图本对技术进行详细的说明。如图1所示，车辆冗余电子助力转向系统，包括两个电子助力转向单元、第一汽车总线6和第二汽车总线7，由两个电子助力转向单元共同控制车辆转向。每一所述电子助力转向单元（即EPS）均包括处理器2，以及分别与处理器2连接的转角转矩传感器1和电机3。其中，所述转角转矩传感器1用于输出扭矩信号（扭矩信号反馈给EPS,保证EPS达到期望转角）与角度信号并发送给与其相连接的处理器2。两个处理器2分别与第一汽车总线6连接；所述处理器2用于从第一汽车总线6上获取当前期望的方向盘转角信号。两个处理器2还分别与第二汽车总线7连接，所述处理器2用于从第二汽车总线7上获取当前期望的方向盘转角信号。所述处理器2还用于根据当前期望的方向盘转角信号以及扭矩信号与角度信号，计算出整个系统当前需输出的总扭矩值K，并按照分配机制计算出各自所在电子助力转向单元需输出的扭矩值。所述处理器2还用于根据扭矩值控制与其对应连接的电机3，控制所述车辆实现转向。如图2所示，本实施例中，所述分配机制为：（1）当两个电子助力转向单元均正常时，两个电子助力转向单元同时工作，各输出0.5K，共同控制所述车辆实现转向。（2）当其中一个电子助力转向单元中的处理器2，或转角转矩传感器1，或电机3出现失效时，另一个正常的电子助力转向单元接管系统（输出K），单独控制所述车辆实现转向。此时，系统会发出提示，以提醒驾驶员系统出现故障，需要驾驶员接管汽车。如图1所示，作为示例，当电子助力转向单元Y中的处理器2出现故障失效时，此时，由电子助力转向单元X接管系统，单独控制所述车辆实现转向。作为另一示例，当电子助力转向单元Y中的转角转矩传感器1出现故障失效时，此时，由电子助力转向单元X接管系统，单独控制所述车辆实现转向。作为又一示例，当电子助力转向单元X中的电机3出现故障失效时，此时，由电子助力转向单元Y接管系统，单独控制所述车辆实现转向。本实施例中，两个所述处理器2之间通过一条通信线11连接。两个处理器2之间通过通信线进行信息的交互，主要用于两个处理器2之间的相互校验（比如：计算结果）和监测（比如：健康状态）等。本实施例中，两个所述处理器2之间亦可通过两条通信线11连接；即实现了两个处理器2之间的通信线的冗余（比如采用私有CAN），当其中一条通信线出现失效时，另一条通信线还能够确保系统的正常运行，故提高了自动驾驶的安全性和可靠性。如图3和图4所示，本实施例中，车辆冗余电子助力转向系统，还包括中央控制器4和安全控制器5，中央控制器4与第一汽车总线6连接，安全控制器5与第二汽车总线7连接，即实现了控制器的冗余。中央控制器通过第一汽车总线6与两个处理器2进行通信，安全控制器5通过第二汽车总线7与两个处理器2进行通信，当第一汽车总线6或中央控制器4出现故障失效时，系统还可以通过安全控制器5、第二汽车总线7来发出指令，故提高了自动驾驶的安全性和可靠性。本实施例中，第一汽车总线6采用公共CAN，第二汽车总线7采用私有CAN，当然，亦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.车辆冗余电子助力转向系统，其特征在于：包括两个电子助力转向单元；每一所述电子助力转向单元均包括处理器（2），以及分别与处理器（2）连接的转角转矩传感器（1）和电机（3）；还包括第一汽车总线（6）和第二汽车总线（7）；两个处理器（2）分别与第一汽车总线（6）连接；两个处理器（2）还分别与第二汽车总线（7）连接。

【技术特征摘要】
1.车辆冗余电子助力转向系统，其特征在于：包括两个电子助力转向单元；每一所述电子助力转向单元均包括处理器（2），以及分别与处理器（2）连接的转角转矩传感器（1）和电机（3）；还包括第一汽车总线（6）和第二汽车总线（7）；两个处理器（2）分别与第一汽车总线（6）连接；两个处理器（2）还分别与第二汽车总线（7）连接。2.根据权利要求1所述的车辆冗余电子助力转向系统，其特征在于：两个所述处理器（2）之间通过一条通信线（11）连接。3.根据权利要求1所述的车辆冗余电子助力转向系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建强，丁可，孔周维，周增碧，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50