一种电动助力转向装置及其控制方法制造方法及图纸

本申请提供了一种电动助力转向装置及其控制方法。该装置包括：第一电机，用于提供与方向盘的转动相对应的转向助力，第一电机由两路电源供电，两路电源中的每一路电源驱动第一电机产生转向助力的一部分；第二电机，用于在第一电机失去部分转向助力时，提供与方向盘的转动相对应的额外的转向助力，其中，第二电机由两路电源耦合成的一路电源驱动，以产生额外的转向助力。由此，当电动助力装置发生单点故障使得第一电机失去一路电源的驱动时，第一电机仍然可以提供50％的转向助力，这样，第二电机只需提供25％的转向助力，就能够使电动助力装置继续维持75％的转向助力输出。因此，本申请的技术方案能够满足L4等级的自动驾驶对电动助力转向的冗余能力要求。助力转向的冗余能力要求。助力转向的冗余能力要求。

【技术实现步骤摘要】
一种电动助力转向装置及其控制方法


[0001]本申请涉及车辆工程
，尤其涉及一种电动助力转向装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]在车辆结构中，由方向盘到车轮的动力传递系统称为转向系统。在车辆行驶时，转向系统用于保持或者改变汽车行驶方向。现如今，车辆多采用电动助力转向系统。传统的电动助力转向系统通常采用非冗余设计，即仅包含一个电子控制单元ECU和一个电机，并采用一路电源进行供电。当电动助力转向系统中的任何一个节点发生故障时，可以关闭系统，完全由人工提供转向力。然而，随着自动驾驶技术的发展，特别是高等级驾驶辅助系统(advanced driving assistant system，ADAS)的应用，非冗余设计的电动助力转向系统已经无法满足汽车行驶的安全性要求。
[0003]目前，L4等级的自动驾驶要求电动助力转向系统的冗余能力需达到75％，即电动助力转向系统在某些节点出现故障时，能够继续维持75％的转向助力。然而目前的电动助力转向系统的冗余设计方案，有的达不到L4等级的冗余能力要求，有的采用了复杂的驱动电路、多路电源(4路及以上)和复杂的控制逻辑设计，故障节点多且不利于实施。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种电动助力转向装置及其控制方法，能够满足L4等级的自动驾驶对电动助力转向的冗余能力要求，并且结构简单，易于实施。
[0005]第一方面，本申请提供了一种电动助力转向装置，包括第一电机，用于提供与方向盘的转动相对应的转向助力，第一电机由两路电源供电，两路电源中的每一路电源驱动第一电机产生转向助力的一部分；第二电机，用于在第一电机失去部分或者全部转向助力时，提供与方向盘的转动相对应的额外的转向助力，额外的转向助力包括第一电机失去的转向助力中的至少一部分，其中，第二电机由两路电源耦合成的一路电源驱动，以产生额外的转向助力。由此，当电动助力装置发生单点故障使得第一电机失去一路电源的驱动时，第一电机仍然可以提供50％的转向助力，这样，第二电机只需提供25％的转向助力，就能够使电动助力装置继续维持75％的转向助力输出，从而满足L4等级的冗余能力要求。
[0006]在一种实现方式中，第一电机包括6相绕组，该电动助力转向装置还包括；第一控制单元，用于耦合至两路电源中的第一路电源，以及将第一路电源输出至6相绕组中的其中3相绕组；第二控制单元，用于耦合至两路电源中的第二路电源，以及将第二路电源输出至6相绕组中的另外3相绕组。由此，电动助力装置的电机总相数仅为9相，结构简单，易于实施。
[0007]在一种实现方式中，隔离供电单元，用于将两路电源耦合成一路电源；第三控制单元，用于耦合至隔离供电单元，以及将隔离供电单元耦合后的一路电源输出至第二电机。由此，第二电机使用第一路电源和第二路电源耦合后的电源供电，当第一路电源和第二路电源中的任何一路发生故障时，都不会对第二电机的驱动造成影响。
[0008]在一种实现方式中，第一控制单元，还用于获取来自扭矩角度传感器TAS的第一
TAS 信号；第二控制单元，还用于获取来自扭矩角度传感器TAS的第二TAS信号；其中，第一TAS信号和第二TAS信号指示方向盘转动的角度和/或扭矩。由此，控制单元可以根据TAS 信号和CAN信号判断电动助力装置是否发生单点故障。
[0009]在一种实现方式中，第一控制单元，还用于获取来自控制器局域网CAN的第一CAN信号，以及判断第一CAN信号是否正常；第二控制单元，还用于获取来自控制器局域网CAN 的第二CAN信号，以及判断第二CAN信号是否正常；第一控制单元或第二控制单元，还用于判断第一TAS信号和第二TAS信号是否正常。
[0010]在一种实现方式中，第一控制单元和/或第二控制单元，还用于当第一TAS信号、第二 TAS信号、第一CAN信号和第二CAN信号中的至少一个故障时，向车辆的工控机发送第一指示信号，以使得工控机降低车辆的自动驾驶等级，以提高行驶安全性。
[0011]在一种实现方式中，第一控制单元，还用于获取来自电机转子位置传感器MPS的第一 MPS信号；第二控制单元，还用于获取来自电机转子位置传感器MPS的第二MPS信号；其中，第一MPS信号和第二MPS信号指示第一电机的转子位置。由此，控制单元可以根据MPS 信号第一电机是否发生故障。
[0012]在一种实现方式中，当第一TAS信号、第二TAS信号、第一CAN信号和第二CAN信号均正常时，第一控制单元，还用于判断第一MPS信号和第一路电源是否正常；第二控制单元，还用于判断第二MPS信号和第二路电源是否正常；第一控制单元和/或第二控制单元，还用于判断第一电机是否正常。
[0013]在一种实现方式中，当第一TAS信号、第二TAS信号、第一CAN信号和第二CAN信号均正常时，第一控制单元，还用于判断自身是否正常；第二控制单元，还用于判断自身是否正常。
[0014]在一种实现方式中，当第一TAS信号、第二TAS信号、第一CAN信号和第二CAN信号均正常时，第一控制单元，还用于通过控制器局域网CAN的第三CAN信号与第二控制单元进行通信，以判断第二控制单元是否正常；第二控制单元，还用于通过第三CAN信号与第一控制单元进行通信，以判断第一控制单元是否正常。
[0015]在一种实现方式中，当第一TAS信号、第二TAS信号、第一CAN信号和第二CAN信号均正常时，第三控制单元，还用于通过第三CAN信号与第一控制单元进行通信，以判断第一控制单元是否正常；第三控制单元，还用于通过第三CAN信号与第二控制单元进行通信，以判断第二控制单元是否正常。
[0016]在一种实现方式中，第三控制单元，还用于当第一MPS信号、第二MPS信号、第一控制单元、第二控制单元、第一路电源201、第二路电源202和第一电机中的至少一个故障时，启动第二电机，以提供额外的转向助力，使电动助力装置继续维持75％的转向助力输出，从而满足L4等级的冗余能力要求。
[0017]在一种实现方式中，第三控制单元还用于当第一电机的其中3相绕组和/或第一控制单元故障，并且，第一电机的另外3相绕组和/或第二控制单元故障时，向车辆的工控机发送第二指示信号，以使得工控机控制车辆停车，以避免事故发生。
[0018]在一种实现方式中，第三控制单元还用于当第一电机的其中3相绕组和/或第一控制单元故障，并且，第一电机的另外3相绕组和第二控制单元正常时，向车辆的工控机发送第一指示信号，以使得工控机降低车辆的自动驾驶等级，以提高行驶安全性。
[0019]在一种实现方式中，第三控制单元还用于当第一电机的其中3相绕组和第一控制单元正常，并且，第一电机的另外3相绕组和/或第二控制单元故障时，向车辆的工控机发送第一指示信号，以使得工控机降低车辆的自动驾驶等级，以提高行驶安全性。
[0020]在一种实现方式中，第一控制单元，用于获取第一路电源的电压，根据第一路电源的电压判断第一路电源是否正常；第二控制单元，用于获取第二路电源的电压，根据第二路电源的电压判断本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动助力转向装置，其特征在于，包括：第一电机，用于提供与方向盘的转动相对应的转向助力，所述第一电机由两路电源供电，所述两路电源中的每一路电源驱动所述第一电机产生所述转向助力的一部分；第二电机，用于在所述第一电机失去部分或者全部所述转向助力时，提供与所述方向盘的转动相对应的额外的转向助力，所述额外的转向助力包括所述第一电机失去的所述转向助力中的至少一部分，其中，所述第二电机由所述两路电源耦合成的一路电源驱动，以产生所述额外的转向助力。2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述第一电机包括6相绕组，所述电动助力转向装置还包括；第一控制单元，用于耦合至所述两路电源中的第一路电源，以及将所述第一路电源输出至所述6相绕组中的其中3相绕组；第二控制单元，用于耦合至所述两路电源中的第二路电源，以及将所述第二路电源输出至所述6相绕组中的另外3相绕组。3.根据权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于，还包括：隔离供电单元，用于将所述两路电源耦合成一路电源；第三控制单元，用于耦合至所述隔离供电单元，以及将所述隔离供电单元耦合后的一路电源输出至所述第二电机。4.根据权利要求3所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述第一控制单元，还用于获取来自扭矩角度传感器TAS的第一TAS信号；所述第二控制单元，还用于获取来自扭矩角度传感器TAS的第二TAS信号；其中，所述第一TAS信号和所述第二TAS信号指示所述方向盘转动的角度和/或扭矩。5.根据权利要求4所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述第一控制单元，还用于获取来自控制器局域网CAN的第一CAN信号，以及判断所述第一CAN信号是否正常；所述第二控制单元，还用于获取来自控制器局域网CAN的第二CAN信号，以及判断所述第二CAN信号是否正常；所述第一控制单元或所述第二控制单元，还用于判断所述第一TAS信号和所述第二TAS信号是否正常。6.根据权利要求5所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述第一控制单元和/或所述第二控制单元，还用于当所述第一TAS信号、所述第二TAS信号、所述第一CAN信号和所述第二CAN信号中的至少一个故障时，向车辆的工控机发送第一指示信号，以使得所述工控机降低车辆的自动驾驶等级。7.根据权利要求5所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述第一控制单元，还用于获取来自电机转子位置传感器MPS的第一MPS信号；所述第二控制单元，还用于获取来自电机转子位置传感器MPS的第二MPS信号；其中，所述第一MPS信号和所述第二MPS信号指示所述第一电机的转子位置。8.根据权利要求7所述的电动助力转向装置，其特征在于，当所述第一TAS信号、所述第二TAS信号、所述第一CAN信号和所述第二CAN信号均正常时，所述第一控制单元，还用于判断所述第一MPS信号和所述第一路电源是否正常；
所述第二控制单元，还用于判断所述第二MPS信号和所述第二路电源是否正常；所述第一控制单元和/或所述第二控制单元，还用于判断所述第一电机是否正常。9.根据权利要求8所述的电动助力转向装置，其特征在于，当所述第一TAS信号、所述第二TAS信号、所述第一CAN信号和所述第二CAN信号均正常时，所述第一控制单元，还用于判断自身是否正常；所述第二控制单元，还用于判断自身是否正常。10.根据权利要求8所述的电动助力转向装置，其特征在于，当所述第一TAS信号、所述第二TAS信...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鑫，李杰，刘峰宇，张智敏，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：