[发明专利]一种智能驾驶汽车的冗余式电动助力转向系统及工作方法

说明书

本发明公开了一种智能驾驶汽车的冗余式电动助力转向系统及工作方法，该系统包括感知传感器组件、智能驾驶域控制器、电动助力转向控制器、转向马达和转向齿轮，智能驾驶域控制器与所电动助力转向控制器通过双路CAN总线进行通信连接，在方向盘下方的转向管柱上还设有转角传感器组件和扭矩传感器组件，转角传感器组件和扭矩传感器组件均与电动助力转向控制器通信连接，转角传感器组件包括两个转角传感器，且两个转角传感器对称布置在转向管柱的两侧，扭矩传感器组件包括两个扭矩传感器，且两个扭矩传感器对称布置在转向管柱的两侧。本方案通过多重冗余的设计，技术先进，提高系统鲁棒性和自动驾驶的安全性，能有效满足智能驾驶汽车L4场景的应用。

技术领域

本发明涉及智能驾驶技术领域，具体涉及一种智能驾驶汽车的冗余式电动助力转向系统及其工作方法。

背景技术

目前智能驾驶汽车已经逐步从L3（有条件的自动控制）向L4（高度自动化）发展，所需要解决的场景从单一的封闭场景，再到主干道路及高速公路等场景，再到城区工况场景，所需面对的包括复杂交通路口、自然交通流、高架下智能驾驶等复杂环境，这就需要智能驾驶车辆具备高度的冗余及鲁棒性，以解决在复杂工况的失效影响，将部件失效对系统的影响降至最低。

如附图1所示为当前智能驾驶汽车EPS（电动助力转向系统）的技术方案，现有技术中的电动助力转向系统主要包括感知传感器、智能驾驶域控制器、EPS控制器、转向马达、转向齿轮、转角传感器和扭矩传感器等，转角传感器和扭矩传感器均安装在方向盘下方的转向管柱上，以分别输出方向盘的转角值和扭矩值到EPS控制器，感知传感器（激光雷达、毫米波雷达、视觉等）通过感知周围环境信息，将数据信息发送至智能驾驶域控制器（Intelligent driving contronller），智能驾驶域控制器接受感知传感器发送的传感器数据并通过CAN总线输出期望扭矩至EPS控制器（EPS Controller），EPS控制器通过CAN总线接收到智能驾驶域控制器发出的期望转向扭矩指令，结合方向盘的转角值和扭矩值，通过逻辑计算，输出转向马达的控制指令，转向马达再输出驱动力驱动转向齿轮执行车辆转向。

这种电动助力转向系统是当前主流的解决方案，但是在针对智能驾驶汽车L4场景的应用，该方案有以下缺点：在复杂场景下若底盘Chassis CAN（转向信号所在CAN）发生信息故障或失效，导致EPS控制器无法收到智能驾驶域控制器发出的期望转向扭矩指令，车辆将无法实施转向，从而具有较大的安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能提高电动助力转向控制器与智能驾驶域控制器之间的通信稳定性，进而降低车辆转向失效的概率，大大提高驾驶安全性的智能驾驶汽车的冗余式电动助力转向系统及其工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能驾驶汽车的冗余式电动助力转向系统，包括感知传感器组件、智能驾驶域控制器、电动助力转向控制器、转向马达和转向齿轮，所述智能驾驶域控制器与所述电动助力转向控制器通过双路CAN总线进行通信连接，在方向盘下方的转向管柱上还设有转角传感器组件和扭矩传感器组件，所述转角传感器组件和所述扭矩传感器组件均与所述电动助力转向控制器通信连接，以分别输出方向盘的转角值和扭矩值到所述电动助力转向控制器，所述转角传感器组件包括两个转角传感器，且两个所述转角传感器对称布置在转向管柱的两侧，所述扭矩传感器组件包括两个扭矩传感器，且两个所述扭矩传感器对称布置在转向管柱的两侧。

本发明的工作原理是：本发明在进行转向控制时，感知传感器组件感知环境信息，并将感知到的环境信息数据传递给智能驾驶域控制器；智能驾驶域控制器根据接收到的感知传感器组件传递的环境信息数据，结合地图定位信息，经过感知算法和规划控制算法计算出车辆预期行驶路径，并通过两路CAN总线输出转向控制信息到所述电动助力转向控制器；