一种汽车线控转向及容错系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种汽车线控转向及容错系统，它包括路感反馈总成、转向执行总成、线控转向控制单元三大模块。路感反馈总成由转向盘、扭矩转角传感器、减速器和路感电机组成，转向执行机构由第一和第二转向电机、第一和第二电磁离合器、蜗轮蜗杆、齿轮齿条转向器和转向拉杆组成。其中线控转向控制单元将发出反馈力矩指令驱动路感电机施加路感。正常情况第一电磁离合器结合，第一转向电机控制齿轮齿条转向器完成转向。当第一转向电机故障出现时，第二电磁离合器结合完成转向功能，两个转向电机互为冗余。当两个转向电机都失效时，第三电磁离合器结合实现最基本机械转向。本实用新型专利技术不仅容错性提高，保障安全性，而且转向电机没有集成，结构简单。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车线控转向及容错系统
本技术提供了一种汽车线控转向及容错系统，属于自动驾驶系统领域。
技术介绍
线控转向是自动驾驶汽车实现路径跟踪与避障避险必要的关键技术，其性能直接影响主动安全与驾乘体验。近年来，自动驾驶汽车的研发与推广发展迅速，未来高度和完全自动驾驶汽车会进入市场。线控转向技术由于可实现驾驶员操作和车辆运动的解耦，可提高紧急情况下转向操作正确性和驾驶员安全性，且采用电机控制直接驱动实现车辆转向，因此更容易与车辆其他主动安全控制子系统进行通讯和集成控制，为自动驾驶汽车实现自主转向提供了良好的硬件基础，且线控转型系统杯认为是实现高级自动驾驶的关键部件之一，因此，线控转向系统的研发进展成为关注的焦点。在线控转向系统中，由于电子元件失效或者控制系统环境发生变化均可能导致线控转向系统失效。为了提高线控转向系统的安全性，需要充分考虑转向执行系统的容错能力。
技术实现思路
针对线控转向技术容错能力低和结构复杂的问题，本技术的目的是在于提供一种双备份容错控制来解决线控转向安全性问题，而且避免电机集成，使其结构简单，制造容易。为了实现上述目地，本技术提供了一种汽车线控转向及容错系统的结构设计。一种汽车线控转向及容错系统由路感反馈总成、转向执行总成、线控转向控制单元三大模块组成；路感反馈总成从上到下依次为转向盘、扭矩转角传感器、减速器、路感电机；转向执行机构中第一转向电机、第一电磁离合器在右边，第二转向电机、第二电磁离合器在左边，呈对称结构；第三电磁离合器上片安装在转向管轴，下片安装在中间轴。一种汽车线控转向及容错系统，其路感电机的输出轴安装在减速器小齿轮中的内孔中，主要由路感电机输出提供给转向盘所需的力矩。一种汽车线控转向及容错系统，其第一转向电机的输出轴与第一电磁离合器的一端相连，另一端与蜗杆相连，所述第二转向电机的输出轴与第二电磁离合器的一端相连，另一端与蜗杆相连，正常情况下，第一电磁离合器结合，进而由第一转向电机带动蜗轮蜗杆再带动齿轮齿条转向器一起工作。一种汽车线控转向及容错系统，其当转向电机或电子元件故障后，第三电磁离合器结合，可以实现最基本的机械控制。一种汽车线控转向及容错系统，其中两个转向电机互为冗余，第一转向电机出现故障，就采用第二转向电机工作。本技术使用的一种汽车线控转向及容错系统的有益效果是：（1）容错性高：本专利技术不仅可以双电机冗余控制，而且也可以采用最基本的机械控制。（2）结构简单：本专利技术所采用的转向电机并没有和齿轮齿条转向器集成，而是单独控制，所以结构简单。（3）行驶稳定：本专利技术的线控转向过程平稳，提高汽车转向的稳定性。附图说明：附图1是一种汽车线控转向及容错系统的总体结构图。附图标记的含义：1、转向盘，2、转向管轴，3、扭矩转角传感器，4、减速器，5、路感电机，6、线控转向控制单元，7、第三电磁离合器，8、齿轮齿条转向器，9、第二转向电机，10、第二电磁离合器，11、第一电磁离合器，12、第一转向电机，13、蜗轮蜗杆，14、转向拉杆具体实施方式：下面结合附图对本技术做进一步描述。一种汽车线控转向及容错系统由路感反馈总成、转向执行总成、线控转向控制单元三大模块组成；路感反馈总成从上到下依次为转向盘1、扭矩转角传感器3、减速器4、路感电机5；转向执行机构中第一转向电机12、第一电磁离合器11在右边，第二转向电机9、第二电磁离合器10在左边，呈对称结构；第三电磁离合器7上片安装在转向管轴，下片安装在中间轴。附图中，其路感电机5的输出轴安装在减速器小齿轮中的内孔中，主要由路感电机输出提供给转向盘1所需的力矩。附图中，其第一转向电机12的输出轴与第一电磁离合器11的一端相连，另一端与蜗杆相连，第二转向电机9的输出轴与第二电磁离合器10的一端相连，另一端与蜗杆相连，正常情况下，第一电磁离合器11结合，进而由第一转向电机12带动蜗轮蜗杆13再带动齿轮齿条转向器8一起工作。附图中，其当转向电机或电子元件故障后，第三电磁离合器7结合，可以实现最基本的机械控制。附图中，其中两个转向电机互为冗余，第一转向电机12出现故障，就采用第二转向电机9工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车线控转向及容错系统，其特征是：它包括路感反馈总成、转向执行总成、线控转向控制单元三大模块；路感反馈总成从上到下依次为转向盘、扭矩转角传感器、减速器、路感电机；转向执行机构中第一转向电机、第一电磁离合器在右边，第二转向电机、第二电磁离合器在左边，呈对称结构；第三电磁离合器上片安装在转向管柱上，下片在中间轴上。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车线控转向及容错系统，其特征是：它包括路感反馈总成、转向执行总成、线控转向控制单元三大模块；路感反馈总成从上到下依次为转向盘、扭矩转角传感器、减速器、路感电机；转向执行机构中第一转向电机、第一电磁离合器在右边，第二转向电机、第二电磁离合器在左边，呈对称结构；第三电磁离合器上片安装在转向管柱上，下片在中间轴上。


2.根据权利要求1所述的一种汽车线控转向及容错系统，其特征是：路感电机的输出轴安装在减速器小齿轮中的内孔中。


3.根据权利要求1所述的一种汽车线控转...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雳，白世超，周洋，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23