一种三电机线控转向系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术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。

A Three-motor Wire-controlled Steering System and Its Control Method

The invention discloses a three-motor wire-controlled steering system and its control method, which comprises steering wheel module, steering module and ECU control module. Steering wheel module is used for driver to control vehicle steering. Steering module includes first clutch, third motor, planetary gear mechanism, second clutch, first motor, second motor, steering gear and steering rack. In ECU control module, ECU reads vehicle speed, steering wheel angle signal, steering rod torque signal and feedback current of motor controller. No. 3, analysis and judgment of vehicle steering conditions, and then control the operation of each motor and clutch opening and closing, motor power through the planetary gear mechanism coupling, distribution, with clutch opening and closing, to achieve different steering mode switching of steering system, and then meet the needs of different steering conditions and system safety.

【技术实现步骤摘要】
一种三电机线控转向系统及其控制方法
本专利技术涉及线控转向
，尤其涉及一种兼顾响应速率与可靠性的三电机线控转向系统及其控制方法。
技术介绍
汽车转向系统的发展经历了如下阶段：机械式转向系统、液压助力转向系统(HydraulicPowerSteerting，简称HPS)、电控液压助力转向系统(ElectricalHydraulicPowerSteering，简称EHPS)以及电动助力转向系统(ElectricalPowerSteering，简称EPS)。随着控制理论与车辆电子技术的不断发展，汽车的线控转向系统(Steering-By-Wire，简称SBW)技术也已经成为国内外一个热门的研究课题。线控转向系统作为最新一代的转向系统，与传统转向系统相比，具有明显的技术优势。线控转向系统去掉了方向盘和转向轮之间的机械连接，减少了路面的冲击，降低了噪声，消除了碰撞时方向柱对驾驶员的伤害，增大了驾驶员腿部活动空间，提高了驾驶舒适度。车辆转向时，不再依靠传统的机械连接，而是依靠三组电子控制单元(ECU)进行控制，根据行驶路况和方向盘转动力度、速度进行综合计算，从而指挥转向电机机构实现转向。对本文档来自技高网...

【技术保护点】
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(1...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，张健，徐兴，陈龙，李勇，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32