一种双电机转向机构及其冗余控制方法技术

本发明专利技术适用于汽车转向控制领域，提供了一种双电机转向机构及其冗余控制方法，所述双电机转向机构包括：壳体、连接件和驱动件，两个所述连接件分别设置在壳体的两端，且连接件远离壳体的一端设置有连接部与上横臂连接，连接部与上横臂之间安装有跳动件，以使上横臂在连接部具有相对于连接件的几何中心轴的垂直、平行和/或相交方向的跳动自由度；所述壳体内转动安装有具有输入端和输出端的传动件，输入端传动连接两个驱动件，输出端延伸出壳体并与上转向节臂一端连接，上转向节臂的另一端连接车轮内侧；有益效果是双驱动件形成备份，提供稳定性和安全性，转向时连接部提供的一定跳动自由度使车轮行驶更加稳定。度使车轮行驶更加稳定。度使车轮行驶更加稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种双电机转向机构及其冗余控制方法


[0001]本专利技术属于汽车转向控制领域，尤其涉及一种双电机转向机构及其冗余控制方法。

技术介绍

[0002]线控技术源于飞机控制系统，飞机的新型飞行控制系统是一种线控系统，它是将飞机驾驶员的操纵命令转换成电信号，利用计算机程序控制飞机飞行。这种控制方式已被引入到汽车驾驶上，就是将驾驶员的操作动作经过传感器转变成电信号。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。
[0003]市场上一般的线控转向系统的三组ECU(汽车的电子控制单元，也称车载电脑)根据方向盘信号计算出车轮转角指令并传递给三个电机，其中两个电机来执行车轮转向指令，一个电机进行路感模拟；
[0004]但是其缺乏可靠的冗余设计，汽车行驶的安全性和稳定性得不到很好的保障，成为目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的在于提供一种双电机转向机构及其冗余控制方法，旨在解决现有线控转向系统缺乏可靠的冗余设计，汽车行驶的安全性和稳定性得不到很好的保障的问题。
[0006]本专利技术实施例是这样实现的，一种双电机转向机构，所述双电机转向机构包括：壳体、连接件和驱动件，两个所述连接件分别设置在壳体的两端，且连接件远离壳体的一端设置有连接部与上横臂连接，连接部与上横臂之间安装有跳动件，以使上横臂在连接部具有相对于连接件的几何中心轴的垂直、平行和/或相交方向的跳动自由度；
[0007]所述壳体内转动安装有具有输入端和输出端的传动件，输入端传动连接两个驱动件，输出端延伸出壳体并与上转向节臂一端连接，上转向节臂的另一端连接车轮内侧；车轮内侧还通过下转向节臂连接悬架下横臂；
[0008]其中一个驱动件得电后驱动传动件转动，传动件转动带动上转向节臂和车轮转向，同时另一个驱动件切换为备用驱动件；或者，其中一个驱动件得电后未驱动传动件转动则另一个驱动件切换为主驱动件，并驱动传动件转动，传动件转动带动上转向节臂和车轮转向。
[0009]优选的，两个驱动件可以采用电机或马达和/或减速器组成。
[0010]本专利技术实施例提供的一种双电机转向机构，包括两个驱动件，在任一驱动件失效时，可由另一驱动件驱动转向，双驱动件互相形成备份，提高了转向时的稳定性和安全性，并且，上横臂于与连接部的连接处具有一定跳动自由度，使得转向时车轮的跳动通过上转向节臂传递给连接部时，通过连接部提供的一定跳动自由度进行消减，避免了硬性接触，使
车轮行驶更加稳定。
[0011]为了提高线控转向的稳定性和安全性，本专利技术实施例的另一目的在于提供一种双电机转向机构冗余控制方法；用于所述的双电机转向机构，所述方法包括以下步骤：
[0012]采集车轮转角传感器数据和两个驱动件的驱动轴转角数据；
[0013]采用三重冗余的方法处理车轮转角传感器数据和两个驱动件的驱动轴转角数据，获得三个车轮转角；
[0014]判断三个车轮转角与转向意图是否对应，根据判断结果控制两个驱动件的启闭，其中，转向意图为采集的方向盘转角数据。
[0015]进一步的，所述方法还包括：故障定位和预警，在获得三个车轮转角后，通过三方投票机制确定故障位置，进而隔离故障和预警；
[0016]其中，所述三方投票机制具体为：单个驱动件转向失效、车轮转角传感器失效、多方故障，
[0017]判断三个车轮转角信号中单个驱动件驱动轴转角折算的数值是否一致，若否则判断为单个驱动件失效，隔离失效驱动件并向驾驶员预警；
[0018]判断三个车轮转角信号中车轮转角传感器信号数值是否一致，若否则判断为车轮转角传感器失效，隔离车轮转角传感器并向驾驶员预警；
[0019]判断车轮转角传感器信号和两个驱动件驱动轴转角折算的三个车轮转角信号是否均不一致，若是则判断为多方故障，降低车辆驱动力保证安全并向驾驶员预警。
[0020]优选的，所述车轮转角传感器数据和两个驱动件的驱动轴转角数据均采集有双份，并通过通讯网络传输给线控转向控制器，线控转向控制器控制两个驱动件的启闭，以及向驾驶员预警。
[0021]本专利技术实施例提供的一种双电机转向机构冗余控制方法，一方面通过双电机的主、备驱动策略设计，保证线控转向驱动的可靠性和冗余控制；再一方面，通过传感器对多个转角的监测，组成车轮信号的三重冗余方法，采用三方投票机制确定故障位置，对于线控转向执行层故障类型的覆盖面更广，线控车辆的安全性、可靠性也大幅提高，并提供及时的位置指引和预警，增加了转向可靠性和安全性。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例提供的一种双电机转向机构的立体结构图；
[0023]图2为本专利技术实施例提供的一种双电机转向机构的局部剖面示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的一种双电机转向机构的爆炸结构图；
[0025]图4为本专利技术实施例提供的一种双电机转向机构的剖面示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例提供的下壳体的结构示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例提供的涡轮的结构示意图；
[0028]图7为本专利技术实施例提供的蜗杆的结构示意图；
[0029]图8为本专利技术实施例提供的一种双电机转向机构冗余控制方法的原理框图。
[0030]附图中：1
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电动轮，2
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上转向节臂，3
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下转向节臂，4
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悬架下横臂，5
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减振器，6
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上壳体，7
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下壳体，8
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第一转向电机，9
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第二转向电机，10
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第一蜗轮轴承，11
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涡轮，12
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第二涡轮轴承，13
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垫片，14
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弹簧垫片，15
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螺母，16
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蜗杆，17
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第一蜗杆轴承，18
‑
第二蜗杆轴承，
19
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鱼眼轴承，20
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上横臂，21
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衬套，22
‑
连接螺母。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述。
[0033]如图1所示，为本专利技术一个实施例提供的一种双电机转向机构的结构图，包括：壳体、连接件和驱动件，两个所述连接件分别设置在壳体的两端，且连接件远离壳体的一端设置有连接部与上横臂20连接，连接部与上横臂20之间安装有跳动件，以使上横臂20在连接部具有相对于连接件的几何中心轴的垂直、平行和/或相交方向的跳动自由度；所述壳体内转动安装有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双电机转向机构，其特征在于，所述双电机转向机构包括：壳体、连接件和驱动件，两个所述连接件分别设置在壳体的两端，且连接件远离壳体的一端设置有连接部与上横臂连接，连接部与上横臂之间安装有跳动件，以使上横臂在连接部具有相对于连接件的几何中心轴的垂直、平行和/或相交方向的跳动自由度；所述壳体内转动安装有具有输入端和输出端的传动件，输入端传动连接两个驱动件，输出端延伸出壳体并与上转向节臂一端连接，上转向节臂的另一端连接车轮内侧；其中一个驱动件得电后驱动传动件转动，传动件转动带动上转向节臂和车轮转向，同时另一个驱动件切换为备用驱动件；或者，其中一个驱动件得电后未驱动传动件转动则另一个驱动件切换为主驱动件，并驱动传动件转动，传动件转动带动上转向节臂和车轮转向。2.根据权利要求1所述的双电机转向机构，其特征在于，所述传动件至少包括涡轮和蜗杆，所述涡轮和蜗杆相互啮合配合的转动安装在壳体内，且蜗杆传动连接两个驱动件，所述涡轮远离驱动件的一端延伸出壳体与上转向节臂一端连接，并通过紧固件连接固定。3.根据权利要求1所述的双电机转向机构，其特征在于，所述壳体包括可拆卸安装的上壳体和下壳体，所述驱动件安装在上壳体上，下壳体表面开设有供涡轮延伸的通孔，且通孔处设置有转动密封件，用于密封所述上壳体和下壳体；上壳体和下壳体的接触面设置有外沿，在外沿上钻有用于螺栓连接的螺栓孔，通过螺栓将上壳体和下壳体连接，以将涡轮和蜗杆进行封装。4.根据权利要求3所述的双电机转向机构，其特征在于，所述上壳体表面设有一传动腔，所述传动腔用于容纳驱动件与蜗杆的连接部分，所述传动腔位于上壳体的一侧或中部。5.根据权利要求2所述的双电机转向机构，其特征在于，所述涡轮上设有与通孔卡接的限位件，所述限位件采用凸台或卡环，凸台或卡环的两侧分别抵接涡轮和壳体，用于限定涡轮相对于下壳体的轴向位移；所述涡轮至少由一扇形齿与第一涡轮轴承安装轴、第二涡轮轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳立强，王科，樊佳鹏，董增辉，邱能，齐震宇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：