[实用新型]线控双电机耦合转向装置

说明书

本实用新型提供了一种线控双电机耦合转向装置，包括采集单元、转向盘总成、ECU控制模块、主辅双电机执行单元，采集单元与ECU控制模块、转向盘总成及主辅双电机执行单元分别连接，ECU控制模块与采集单元、主辅双电机执行单元、转向盘总成分别连接，主辅双电机执行单元包括主转向电机控制器，主转向电机，主离合器，辅转向电机控制器，辅转向电机，辅离合器，齿轮齿条机构，前轮，转矩耦合器。本实用新型在满足车辆稳定性的前提上，控制器可以由汽车的状态在线选择最优的转向模式，并实现电机间能量的优化分配。

技术领域

本实用新型涉及线控转向系统及转向能耗系统技术领域，具体是一种线控双电机耦合转向装置。

背景技术

线控转向作为一种智能化电子控制技术日益凸显出其独特的优势。线控转向系统可以实现主动转向，显著提高了转向系统的操作稳定性。机械连接的取消提高了汽车稳定性与操作稳定性，但采用线控代替机械连接的方式，使容错控制变成了确保线控转向汽车安全的关键。转向执行电机作为系统的执行机构，在转向过程中充当重要的组成部分，它的状态对汽车转向有极大影响。在转向过程中，转向电机是转向的动力源，一旦电机出现故障，电机的转向特性就很难保证，可能会出现较大的安全隐患。因此，为了预防单转向执行电机失效而引起系统失效的问题，双执行电机被引入到线控转向系统。

双电机系统的冗余特性极大地提高了系统的可靠性和安全性。一方面，双电机的容错策略的研究提高了转向系统的安全性，另一方面，为了充分挖掘双电机系统的潜力，有些学者对正常转向工况下双电机的协调控制进行了研究。汽车正常转向时，一部分研究者们会采用传统单电机转向，仅把另一个电机当作备份。一部分研究者会采用两个相同的电机共同承担负载的形式，通过相应的控制策略使两个电机尽量工作在相同的状态，以此降低单个电机的负载，提高电机的寿命和降低电机的故障率。

引入冗余电机为转向电机的容错提供了保证，但会使车辆转向能耗发生变化。研究者们在考虑正常转向工况下双电机的工作状态时忽视了引入冗余电机导致的能耗变化问题，以及由能耗变化引起的双电机协调工作问题。当一个电机单独工作时，电机的工作点完全由外界负载决定。在外界负载不变的情况下，当汽车采用两个相同的执行电机进行转向时，单个电机的能耗工作点会发生改变。但此时两个电机处在相同的状态，它们的工作点仍只由外界负载决定且电机的工作点与电机能耗直接相关，所以这种结构很难发挥双电机转向系统的节能潜力。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种线控双电机耦合转向装置，在满足车辆稳定性的前提上，控制器可以由汽车的状态在线选择最优的转向模式，并实现电机间能量的优化分配。

本实用新型包括采集单元、转向盘总成、ECU控制模块、主辅双电机执行单元。

采集单元与ECU控制模块、转向盘总成及主辅双电机执行单元分别连接。所述采集单元包括转向盘转角传感器，转向盘力矩传感器，主电机扭矩和转速传感器，辅助电机扭矩和转速传感器，车速传感器，横摆角速度传感器。

ECU控制模块与采集单元、主辅双电机执行单元、转向盘总成分别连接。

主辅双电机执行单元包括主电机控制器，主转向电机，主离合器，辅转向电机控制器，辅转向电机，辅离合器，齿轮齿条机构，前轮，转矩耦合器。

所述的主转向电机及主离合器分别连接主电机控制器，辅转向电机及辅离合器分别连接辅转向电机控制器，主转向电机通过主离合器与转矩耦合器的一个输入扭矩端相连、辅转向电机通过辅离合器与转矩耦合器的另一个输入扭矩端相连，转矩耦合器的输出扭矩端与齿轮齿条机构相连，前轮安装在齿轮齿条机构的两侧。

主电机扭矩和转速传感器安装在主转向电机上，辅助电机扭矩和转速传感器安装在辅转向电机上，主电机扭矩和转速传感器与辅助电机扭矩和转速传感器连接总线，将主电机控制器及辅转向电机控制器的信号输入到总线中，再通过总线传输到ECU控制模块中。