[发明专利]双转子电机线控转向系统及其失效防护装置和控制方法

说明书

本发明公开了一种双转子电机线控转向系统及其失效防护装置和控制方法，包括：转向轴；同轴式双转子电机，包括：第一转子，其连接转向轴；第二转子，其一端与第一转子同轴排列并可旋转的支撑在第一转子上；同步轴套，其套设在第一转子和第二转子的接合处，能够沿着转子的轴向移动，当同步轴套处于第一位置时，第一转子和第二转子同步转动；当处于第二位置时，第一转子和第二转子相对独立转动；转向器，其接收第二转子的另一端输出的转矩，用于执行转向动作；ECU，其电联接连接同轴式双转子电机和同步轴套。本发明的双转子电机线控转向系统具备多种工作模式，在线控转向模式基础上，当电机单侧故障时转为电动助力转向模式，保证系统工作的可靠性。

技术领域

本发明涉及汽车的线控转向系统，特别涉及到一种应用于线控转向系统中的同轴式双转子电机及其自带的线控转向系统失效防护装置和转向控制方法。

背景技术

传统的汽车转向系统中转向盘和汽车车轮之间均为机械连接，这样使得转向系统角传动比始终不变。此种固定的角传动比不能兼顾到各种车速第二操纵稳定性或转向灵活性的要求，并且固定不变的转向传动比不能解决转向的“轻与灵”之间的矛盾，难以适应不同车速第二操纵稳定性的需要。所以可变传动比转向系统应运而生。

线控转向(Steer by Wire，简称SBW)是一种实现了转向盘转角和车轮转角解耦的新型可变传动比转向系统，由于其在结构第一已经断开了转向盘与转向轮之间的机械连接，运用电控方式保证相互运动关系，所以转向角传动比可以随车速改变，控制灵活，实现车轮转角的实时控制。

为弥补驾驶员驾驶路感的需求，现有的线控转向系统均是由路感电机实现路感模拟，执行转向的电机驱动转向，这样转向系统中布置了两个电机，占用了大量空间的同时，留下安全隐患。一旦电子控制部分出现问题，即使电机仍旧正常，汽车的转向便失去控制或路感异常。

本发明设计的同轴式双转子电机线控转向系统及其失效防护装置，替代传统线控转向采用两个电机(一个路感模拟电机，一个驱动转向电机)的方案，仅用一个特种电机(同轴式双转子电机)既可以实现路感的模拟又可以驱动转向，因此极大的节省了空间，为操纵控制带了便利。另外，目前线控转向系统的失效保护措施多采用控制系统冗余设计，属于基于电子的硬件保护措施。但是当线控转向系统发生非控制失效时，比如电机故障或系统断电，此时备用电控单元(ECU)无法起到应急作用，必将导致危险。因此本发明设计的同轴式双转子电机线控转向系统还具有一套基于机械的失效防护装置，以保证该线控转向系统在非控制失效情况下的驾驶安全。

发明内容

本发明目的是提供一种双转子电机线控转向系统，实现电机输出不同的转矩并控制转向执行机构进行转向，从而实现多种转向模式。

本发明还有一个目的是提供一种双转子电机线控转向系统的失效防护装置，当电机失效时，系统从线控转向变为机械转向，提高系统的安全性能。

本发明还有一个目的是提供双转子电机线控转向系统的控制方法，控制线控转向系统执行线控转向、助力转向和机械转向等模式。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种双转子电机线控转向系统及其失效防护装置，包括：

转向轴；

同轴式双转子电机，其包括：

第一转子，其连接所述转向轴；

第二转子，其一端与所述第一转子同轴排列并可旋转的支撑在所述第一转子上；

同步轴套，其套设在所述第一转子和第二转子的接合处，能够沿着所述转子的轴向移动，当同步轴套处于第一位置时，所述第一转子和第二转子同步转动；当处于第二位置时，所述第一转子和第二转子相对独立转动；以及

转向器，其接收所述第二转子的另一端输出的转矩，用于执行转向动作；

ECU，其电联接连接同轴式双转子电机和同步轴套；