详情

原文传递一种转向系统容错装置及方法和车辆

专利名称：	一种转向系统容错装置及方法和车辆
摘要：	本发明提供一种转向系统容错装置及方法和车辆，包括执行机构、检测机构和控制单元ECU；执行机构包括第一转向柱管、电磁锁止部件、第二转向柱管、路感电机、转向电机和转向器；第一转向柱管的一端用于与方向盘连接，另一端与第二转向柱管的一端通过电磁锁止部件锁止或者分离；路感电机通过第一减速机构与第一转向柱管连接，转向电机通过第二减速机构与第二转向柱管连接，第二转向柱管的另一端与转向器连接；检测机构用于检测方向盘转角信号和前轮转角信号；控制单元ECU分别与检测机构、路感电机、转向电机、电磁锁止部件连接。本发明路感电机或者转向电机发生故障后通过两种模式转换后恢复机械转向，保证故障紧急情况下驾驶员对车辆的转向操纵能力。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏大学
发明人：	徐兴;苏鹏威;王峰;解炬;江浩斌
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201811556793.X
公开号：	CN109733465A
分类号：	B62D5/04(2006.01);B;B62;B62D;B62D5
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
主权项：	1.一种转向系统容错装置，其特征在于，包括执行机构，所述执行机构包括第一转向柱管(2)、电磁锁止部件(4)、第二转向柱管(6)、路感电机(9)、转向电机(12)和转向器；所述第一转向柱管(2)的一端用于与方向盘(1)连接，另一端与第二转向柱管(6)的一端通过电磁锁止部件(4)锁止或者分离；所述路感电机(9)与第一转向柱管(2)连接，所述转向电机(12)与第二转向柱管(6)连接，第二转向柱管(6)的另一端与转向器连接；检测机构，所述检测机构用于检测方向盘转角信号和前轮转角信号；和控制单元ECU(10)，所述控制单元ECU(10)分别与检测机构、路感电机(9)、转向电机(12)、电磁锁止部件(4)连接。 2.根据权利要求1所述的转向系统容错装置，其特征在于，所述电磁锁止部件(4)包括固定装置(18)、锁止环(16)、衔铁(17)、电磁线圈(19)和弹性部件；所述锁止环(16)的一端通过固定装置(18)与第一转向柱管(2)相连，另一端通过弹性部件与固定装置(18)相连；所述衔铁(17)安装在锁止环(16)内；所述电磁线圈(19)安装在第二转向柱管(6)的内。 3.根据权利要求1所述的转向系统容错装置，其特征在于，所述路感电机(9)通过第一减速机构(3)与第一转向柱管(2)连接；所述转向电机(12)通过第二减速机构(5)与第二转向柱管(6)连接。 4.根据权利要求1所述的转向系统容错装置，其特征在于，所述检测机构包括方向盘角度传感器(7)和前轮转角传感器(13)；所述方向盘角度传感器(7)用于检测方向盘的角度；所述前轮转角传感器(13)用于检测前轮的转角。 5.根据权利要求4所述的转向系统容错装置，其特征在于，所述检测机构还包括路感电机电流传感器(8)和转向电机电流传感器(11)；所述路感电机电流传感器(8)用于检测路感电机(9)的电流；所述转向电机电流传感器(11)用于检测转向电机(12)的电流。 6.根据权利要求1所述的转向系统容错装置，其特征在于，所述控制单元ECU(10)包括输入模块、故障检测模块、判断模块和输出模块；所述输入模块与检测机构连接，用于接收检测机构检测的信号；所述故障检测模块用于检测路感电机(9)和转向电机(12)的故障信号；所述判断模块用于根据检测机构检测的信号和故障检测模块检测的故障信号判断进入角度对准模式或者锁止模式；所述输出模块根据判断模块的结果输出控制指令。 7.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的转向系统容错装置。 8.一种根据权利要求1-6任意一项所述转向系统容错装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：数据采集：所述检测机构检测方向盘转角θ2ˊ信号和前轮转角θ2信号并传递给控制单元ECU(10)；模式选择与控制：所述控制单元ECU(10)根据故障信号和方向盘转角θ2ˊ与前轮转角θ2之间的差值，判断是进入角度对准模式还是锁止模式；并控制路感电机(9)、转向电机(12)和电磁锁止部件(4)的工作。 9.根据权利要求8所述的转向系统容错装置的控制方法，其特征在于，所述模式选择与控制中当故障信号为路感电机(9)故障具体步骤为：当控制单元ECU(10)检测到故障诊断为路感电机(9)故障，则进入角度对准模式与锁止模式的选择，当方向盘转角θ2ˊ和前轮转角θ2的△θ为零，则为锁止模式，控制单元ECU(10)控制电磁锁止部件(4)将第一转向柱管(2)与第二转向柱管(6)锁止，恢复机械转向功能；当方向盘转角θ2ˊ和前轮转角θ2的△θ不为零，则进入角度对准模式，控制单元ECU(10)根据△θ，通过转向电机(12)带动第二转向柱管(6)使齿轮齿条转向器(15)转动，直至△θ为零，则进入锁止模式，控制电磁锁止部件(4)将第一转向柱管(2)与第二转向柱管(6)锁止，恢复机械转向功能。 10.根据权利要求8所述的转向系统容错装置的控制方法，其特征在于，所述模式选择与控制中当故障信号为转向电机(12)故障具体为：当控制单元ECU(10)检测到故障诊断为转向电机(12)故障，则进入角度对准模式与锁止模式的选择，当方向盘转角θ2ˊ和前轮转角θ2的△θ为零，则为锁止模式，控制单元ECU(10)控制电磁锁止部件(4)将第一转向柱管(2)与第二转向柱管(6)锁止，恢复机械转向功能；当方向盘转角θ2ˊ和前轮转角θ2的△θ不为零，则进入角度对准模式，控制单元ECU(10)根据△θ，通过路感电机(9)带动方向盘(1)转动，直至△θ为零，则进入锁止模式，控制电磁锁止部件(4)将第一转向柱管(2)与第二转向柱管(6)锁止，恢复机械转向功能。
所属类别：	发明专利