一种线控转向系统和自动驾驶载具技术方案

本申请涉及一种线控转向系统和自动驾驶载具，其中，线控转向系统包括：具有电机(11)的转向执行器(10)，电机(11)包括相互独立的冗余定子绕组(111，112)；两个电机控制器(21，22)，被配置为分别控制冗余定子绕组(111，112)中的一组定子绕组；线控转向控制器(30)，被配置为将方向盘转动机械输入转换成数字输出信号；控制电路(40)，与两个电机控制器(21，22)相连，被配置为检测冗余定子绕组(111，112)的电流变化来输出定子绕组的故障信号；根据该数字输出信号和该故障信号向两个电机控制器(21，22)提供控制信号，以使得在冗余定子绕组(111，112)出现故障的情况下可继续执行转向操作。该申请，提高了安全性。提高了安全性。提高了安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种线控转向系统和自动驾驶载具


[0001]本申请涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种线控转向系统和自动驾驶载具。

技术介绍

[0002]20世纪60年代出现了液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering，简称为HPS)，它减少了驾驶员在转向操作时的负担，并显著提升整体驾驶体验。然而，由于液压助力转向系统的效率问题，之后出现了电动助力转向系统(Electrical Power Steering，简称为EPS)，其在乘用车上的装备量现已超过50％。EPS还应用在一些辅助驾驶系统，例如车道偏离警告系统(Lane Departure Warning，简称为LDW)，车道保持辅助系统(Lane Keep Assist，简称为LKA)和交通堵塞辅助系统(Traffic Jam Assist，简称为TJA)。
[0003]OEM厂商现在已经大规模生产LDW、LKA和TJA，其他的OEM正计划在未来几年内推出其产品。这些系统仍然是与驾驶员责任相关的系统，在紧急情况下，它将优先执行驾驶员的操作。但是，如果系统足够成熟，其决定将被认为比驾驶员的操作更安全，在这种情况下，线控转向(Steer
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Wire，简称为SbW)系统将非常有效并且可能成为主流，特别是在完全自动驾驶的情况下。这类似于飞机上的电传操作控制系统所提供的更畅快操作。
[0004]然而，安全至关重要，线控转向系统必须符合汽车安全完整性等级D(ASIL
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D)(ISO 26262)，其要求失败率<10^(
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8)/小时(<10FIT)。相关技术中的线控转向系统由于电机故障等问题，无法满足安全需求。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种线控转向系统和自动驾驶载具。
[0006]第一方面，本申请提供了一种线控转向系统，包括：包括电机的转向执行器，电机包括相互独立的冗余定子绕组；两个电机控制器，被配置为分别控制所述冗余定子绕组中的一组定子绕组；线控转向控制器，被配置为将方向盘转动机械输入转换成数字输出信号；以及控制电路，与两个电机控制器及线控转向控制器相连，包括：故障检测单元，被配置为检测冗余定子绕组的电流变化来输出定子绕组的故障信号；以及控制单元，被配置为根据数字输出信号和故障信号向两个电机控制器提供控制信号，以使得在冗余定子绕组至少之一出现故障的情况下能够继续执行转向操作。
[0007]在某些实施例中，冗余定子绕组在电气、电磁和热耦合上互相独立。
[0008]在某些实施例中，故障信号包括：冗余定子绕组中各线圈的线圈断路信号；控制单元，被配置为降低定子绕组中出现线圈断路信号的定子绕组的线圈绕组的电流，以使定子绕组各个线圈绕组的磁场均匀。
[0009]在某些实施例中，故障信号包括：冗余定子绕组中各线圈的线圈短路信号；控制单元，被配置为暂停定子绕组中出现线圈短路信号的定子绕组输出，并控制由另一定子绕组输出。
[0010]在某些实施例中，上述线控转向系统，还包括：电源，被配置为向线控转向系统提供电力。
[0011]在某些实施例中，上述线控转向系统，还包括：显示单元，与控制电路相连，被配置为显示电机的参数和故障状态；其中，控制电路，被配置为向显示单元提供电机的参数和故障状态。
[0012]在某些实施例中，上述显示单元，还与线控转向控制器相连，被配置为显示方向盘的转向角信息。
[0013]在某些实施例中，上述电机还包括：编码器。
[0014]在某些实施例中，上述控制电路包括微控制单元(Microcontroller Unit，简称为MCU)。
[0015]第二方面，本申请提供了一种自动驾驶载具，包括上述线控转向系统。
[0016]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请实施例提供的该技术方案，电机包括相互独立的冗余定子绕组，并且在冗余定子绕组至少之一出现故障的情况下电机能够继续操作，提高了线控转向系统的安全性。
附图说明
[0017]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本申请实施例提供的线控转向系统一种实施方式的硬件结构示意图。
[0020]图2为本申请实施例提供的一定子绕组未出现故障的示意图；
[0021]图3为本申请实施例提供的一定子绕组出现故障的示意图。
具体实施方式
[0022]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0023]在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
[0024]本申请实施例提供了一种线控转向系统，本申请实施例提供的线控转向系统具有容错功能，与相关技术中的系统(例如EPS系统等)相比，提供了更高的功能安全性。并且采用电传操作控制系统，提供了更畅快的操作。
[0025]如图1所示，本申请实施例中提供的线控转向系统，包括：包括电机11的转向执行器10，电机11包括相互独立的冗余定子绕组111、112；两个电机控制器21、22，被配置为分别控制冗余定子绕组111、112中的一组定子绕组，例如电机控制器21控制定子绕组111，电机控制器22控制定子绕组112；线控转向控制器30，被配置为将方向盘转动机械输入转换成数字输出信号；控制电路40，与两个电机控制器21、22及线控转向控制器30相连，被配置检测冗余定子绕组111、112的电流变化来输出定子绕组的故障信号；根据该数字输出信号和该
故障信号向两个电机控制器21、22提供控制信号，以使得在冗余定子绕组111、112至少之一出现故障的情况下电机11能够继续执行转向操作。本申请实施例，以最少的硬件开销实现容错，从而具有很高的成本效益。这是吸引一级供货商授权生产和商业化该技术的关键优势。
[0026]如图1所示，控制电路40，与两个电机控制器21、22及线控转向控制器30相连，包括：故障检测单元41，被配置为检测冗余定子绕组111、112的电流变化来输出定子绕组的故障信号；以及控制单元42，被配置为根据数字输出信号和故障信号向两个电机控制器21、22提供控制信号，以使得在冗余定子绕组(111，112)至少之一出现故障的情况下能够继续执行转向操作。在某些实施例中，控制电路40包括微控制单元，但不限于此。
[0027]在某些实施例中，冗余定子绕组1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线控转向系统，其特征在于，包括：包括电机(11)的转向执行器(10)，所述电机(11)包括相互独立的冗余定子绕组(111，112)；两个电机控制器(21，22)，被配置为分别控制所述冗余定子绕组(111，112)中的一组定子绕组；线控转向控制器(30)，被配置为将方向盘转动机械输入转换成数字输出信号；以及控制电路(40)，与所述两个电机控制器(21，22)及线控转向控制器(30)相连，包括：故障检测单元(41)，被配置为检测冗余定子绕组(111，112)的电流变化来输出定子绕组的故障信号；以及控制单元(42)，被配置为根据所述数字输出信号和所述故障信号向所述两个电机控制器(21，22)提供控制信号，以使得在所述冗余定子绕组(111，112)至少之一出现故障的情况下能够继续执行转向操作。2.根据权利要求1所述的线控转向系统，其特征在于，所述冗余定子绕组(111，112)在电气、电磁和热耦合上互相独立。3.根据权利要求1或2所述的线控转向系统，其特征在于，所述故障信号包括：所述冗余定子绕组(111，112)中各线圈的线圈断路信号；所述控制单元(42)，被配置为降低所述定子绕组(111，112)中出现所述线圈断路信号的定子绕组的线圈绕组的电流，以使所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖顺利，李永智，潘涛，冯凌达，曾伟雄，罗子龙，
申请(专利权)人：香港生产力促进局，
类型：新型
国别省市：