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原文传递自动驾驶车辆的冗余电子转向系统及控制方法

专利名称：	自动驾驶车辆的冗余电子转向系统及控制方法
摘要：	本发明公开了一种自动驾驶车辆的冗余电子转向系统及控制方法，两个电子助力转向单元；其中，每一电子助力转向单元均包括处理器，以及分别与处理器连接的转角转矩传感器和电机；转角转矩传感器用于输出扭矩信号与角度信号；处理器还用于根据当前期望的方向盘转角信号以及扭矩信号与角度信号，计算出整个系统当前需输出的总扭矩值K，并按照分配机制计算出各自所在电子助力转向单元需输出的扭矩值；处理器还用于根据扭矩值控制与其对应连接的电机，控制车辆实现转向。本发明实现了电子转向系统的全冗余，能够满足自动驾驶的安全要求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆长安汽车股份有限公司
发明人：	王建强;丁可;孔周维;周增碧;梁锋华;何举刚
专利状态：	有效
申请日期：	2018-02-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201810150109.1
公开号：	CN109733461A
代理机构：	重庆华科专利事务所
代理人：	谭小琴
分类号：	B62D5/04(2006.01);B;B62;B62D;B62D5
申请人地址：	400023 重庆市江北区建新东路260号
主权项：	1.一种自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于，包括：两个电子助力转向单元，用于控制车辆转向；其中，每一所述电子助力转向单元均包括处理器（2），以及分别与处理器（2）连接的转角转矩传感器（1）和电机（3）；所述转角转矩传感器（1）用于输出当前方向盘实际扭矩信号与角度信号,并发送给与其相连接的处理器（2）；所述处理器（2）用于从汽车总线上获取当前期望的方向盘转角信号；所述处理器（2）还用于根据当前期望的方向盘转角信号,以及从转角转矩传感器获得的角度信号，计算出整个系统当前需输出的总扭矩值K，并按照分配机制计算出各自所在电子助力转向单元需输出的扭矩值；所述处理器（2）还根据该扭矩值控制与其对应连接的电机（3），控制所述车辆实现转向；所述分配机制为：当两个电子助力转向单元均正常时，两个电子助力转向单元同时工作，并按照各自当前所需输出的扭矩值控制对应的电机（3）工作，共同控制车辆实现转向，两个电子助力转向单元需输出的扭矩值应满足以下公式：a+b=K，且0.3K≤a≤0.7K， a为其中一个电子助力转向单元当前所需输出的扭矩值，b为另一个电子助力转向单元当前所需输出的扭矩值；当其中一个电子助力转向单元中的处理器（2），或转角转矩传感器（1），或电机（3）出现失效时，另一个正常的电子助力转向单元接管系统，单独控制所述车辆实现转向。 2.根据权利要求 1 所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于：当两个电子助力转向单元均正常时，所述a满足：0.4K≤a≤0.6K。 3.根据权利要求 2 所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于：当两个电子助力转向单元均正常时，所述a满足： a=0.5K。 4.根据权利要求1至3任一所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于：还包括：中央控制器（4），该中央控制器（4）通过汽车总线分别与两个处理器（2）连接；所述中央控制器（4）被配置为：用于计算当前期望的方向盘转角信号，并发送至汽车总线上。 5.根据权利要求4所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于，还包括：安全控制器（8），该安全控制器（8）分别与两个处理器（2）连接，在所述中央控制器（4）失效时，该安全控制器（8）接替所述中央控制器（4）。 6.根据权利要求5所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于，所述安全控制器（8）被配置为：用于计算当前期望的方向盘转角信号，在监测到中央控制器（4）未失效时，不发送当前期望的方向盘转角信号给两个处理器（2），或将该当前期望的方向盘转角信号添加无效标签，并将带无效标签的当前期望的方向盘转角信号发送给两个处理器（2）；在监测到中央控制器（4）失效时，所述安全控制器（8）直接将所计算出的当前期望的方向盘转角信号发送给两个处理器（2）。 7.根据权利要求6所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于，还包括：电源模块，分别为中央控制器（4）和两个电子转向单元供电，该电源模块分别与中央控制器（4）以及两个电子转向单元电连接。 8.根据权利要求7所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于：所示电源模块包括主电源（5）和从电源（9）；所述主电源（5）分别与中央控制器（4）以及其中一电子助力转向单元电连接；所述从电源（9）分别与安全控制器（8）以及另一电子助力转向单元电连接。 9.根据权利要求5或6所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于：所述中央控制器（4）通过网关（7）、第一汽车总线（6）与两个处理器（2）连接；所述安全控制器（8）通过第二汽车总线（10）与两个处理器（2）连接。 10.根据权利要求 1或2或3或5或6或7或8所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于：两个处理器（2）之间还通过一条或两条通信线（11）连接。 11.根据权利要求1至10任一所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于：每个电机（3）的峰值扭矩分别为车辆所需最大扭矩值B的50%～100%。 12.根据权利要求1至11任一所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于：每个电机（3）的峰值扭矩分别为车辆所需最大扭矩值B的50%。 13.根据权利要求 1至12任一所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其特征在于：当其中一个电子助力转向单元中的处理器（2），或转角转矩传感器（1），或电机（3）出现失效时，另一个正常的电子助力转向单元按照整个系统当前需输出的总扭矩值K控制对应的电机（3）工作。 14.一种自动驾驶车辆的冗余电子转向控制方法，其特征在于，采用权利要求 1 至 13任一所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向系统，其方法包括以下步骤：在自动驾驶过程中，处理器（2）从汽车总线上实时获取当前期望的方向盘转角信号；同时利用转角转矩传感器（1）输出扭矩信号与角度信号并发送给与其相连接的处理器（2）；当两个电子助力转向单元均正常时，两个电子助力转向单元同时工作，并按照各自当前所需输出的扭矩值控制对应的电机（3）工作，共同完成车辆转向的控制；当其中一个电子助力转向单元中的处理器（2），或转角转矩传感器（1），或电机（3）出现失效时，另一个正常的电子助力转向单元接管系统，单独控制所述车辆实现转向。 15.根据权利要求14所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向控制方法，其特征在于：当两个电子助力转向单元均正常时，每个电机（3）输出的扭矩值均为0.5K。 16.根据权利要求 15或16所述的自动驾驶车辆的冗余电子转向控制方法，其特征在于：当其中一个电子助力转向单元中的处理器（2），或转角转矩传感器（1），或电机（3）出现失效时，另一个正常的电子助力转向单元的电机（3）输出的扭矩值为K。
所属类别：	发明专利