[发明专利]一种商用车双绕组双电机线控转向系统及其控制方法

权利要求书

1.一种商用车双绕组双电机线控转向系统，其特征在于，包括：转向盘模块、双绕组双电机助力模块、循环球液压助力模块、机械传动模块及转向控制单元；

所述转向盘模块包括：转向盘、第一转向管柱、转向盘转角传感器、转向盘转矩传感器、电磁离合器、路感电机、第一减速机构；

所述第一转向管柱一端与转向盘连接，另一端与电磁离合器连接；路感电机输出端通过第一减速机构与第一转向管柱连接；第一减速机构固定在第一转向管柱上，路感电机输出的反馈力矩依次经过减速机构、第一转向管柱，传递至转向盘；所述转向盘转角传感器、转向盘转矩传感器均与第一转向管柱固定连接，分别采集转向盘的转角和转矩信号，并将采集到的信号发送给转向控制单元；

所述双绕组双电机助力模块包括：第一双绕组电机、第二双绕组电机、第一继电器控制单元、第二继电器控制单元、第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器、第二减速机构；

第一继电器控制单元包括：第一继电器控制器及第一继电器；第一继电器控制器的输入端连接转向控制单元中的助力电机驱动单元，第一继电器控制器的输出端连接第一继电器；第二继电器控制单元包括：第二继电器控制器及第二继电器；第二继电器控制器的输入端连接转向控制单元中的助力电机驱动单元，第二继电器控制器的输出端连接第二继电器；

第一双绕组电机包括：第一定子铁芯、第一转子组件、第一机座、第一套绕组、第二套绕组、第一双绕组电机输出轴；第二双绕组电机包括：第二定子铁芯、第二转子组件、第二机座、第三套绕组、第四套绕组、第二双绕组电机输出轴；

所述第一继电器控制单元根据第一双绕组电机控制信号判断第一套绕组和第二套绕组工作状态，进而控制第一继电器内部触点的连接方式；所述第二继电器控制单元根据第二双绕组电机控制信号判断第三套绕组和第四套绕组工作状态，进而控制第二继电器内部触点的连接方式；

第一套绕组包括：相绕组A1、相绕组B1、相绕组C1；第二套绕组包括：相绕组a1、相绕组b1、相绕组c1；第一套绕组输入端分为三条支路，分别连接相绕组A1输入端、相绕组B1输入端、相绕组C1输入端；第二套绕组输入端分为三条支路，分别连接相绕组a1输入端，相绕组b1输入端、相绕组c1输入端；第三套绕组包括：相绕组A2、相绕组B2、相绕组C2；第四套绕组包括：相绕组a2、相绕组b2、相绕组c2；第三套绕组输入端分为三条支路，分别连接相绕组A2输入端、相绕组B2输入端、相绕组C2输入端；第四套绕组输入端分为三条支路，分别连接相绕组a2输入端，相绕组b2输入端、相绕组c2输入端；

第一定子铁芯、第二定子铁芯上均分布有定子槽，第一套绕组和第二套绕组的同一相绕组之间错开电角度30°嵌放在不同的定子槽中，第三套绕组和第四套绕组的同一相绕组之间错开电角度30°嵌放在不同的定子槽中，第一定子铁芯、第二定子铁芯分别固定在第一机座、第二机座上；第一套绕组的输入端与第一电流传感器连接，第二套绕组的输入端与第二电流传感器连接；第三套绕组的输入端与第三电流传感器连接，第四套绕组的输入端与第四电流传感器连接：

第一转子组件、第二转子组件均包括：转子铁芯、转子绕组；转子绕组绕在转子铁芯上，转子铁芯分别固定在第一双绕组电机和第二双绕组电机输出轴上；第一套绕组和第二套绕组同时进行工作，第三套绕组和第四套绕组同时进行工作，产生合成磁场，在转子绕组中产生感应电流，感应电流在磁场的作用下带动转子铁芯旋转，转子铁芯通过第一双绕组电机和第二双绕组电机输出轴将转矩输出；

所述第二减速机构为涡轮蜗杆减速机构，第一双绕组电机和第二双绕组电机输出端通过第二减速机构与第二转向管柱连接；第二减速机构固定在第二转向管柱上，第一双绕组电机和第二双绕组电机输出的反馈力矩依次经过减速机构、第二转向管柱，传递至循环球转向器；

所述循环球液压助力模块包括：第二转向管柱、循环球式液压助力转向器以及液压助力模块；

所述循环球式液压助力转向器由两级传动副组成：第一级为螺杆与螺母传动副，第二级为齿条与齿扇传动副；第二转向管柱与循环球式液压助力转向器相连；

所述机械传动模块包括：转向摇臂、转向直拉杆、左转向车轮、左转向节、左转向节臂、左转向梯形臂、转向横拉杆、右转向梯形臂、右转向节臂、右转向节、右转向车轮；

所述循环球式液压助力转向器的输出端通过齿扇与转向摇臂的一端连接，转向摇臂的另一端通过转向直拉杆和左转向节臂相连，所述左转向节臂通过左转向节与左转向车轮相连；左转向节臂经左转向梯形臂与转向横拉杆的一端相连；转向横拉杆的另一端与右梯形臂相连，右转向梯形臂经右转向节臂与右转向节相连，右转向节带动右侧车轮转向；

所述液压助力模块包括：液压泵、液压泵助力电机、第三减速机构、油箱、电磁换向阀、油管、第一压力传感器及第二压力传感器；液压泵助力电机通过第三减速机构与液压泵相连，将来自油箱的液压油通过电磁换向阀泵入循环球式液压助力转向器，在助力油缸中形成压差，为转向系统提供助力；第一压力传感器和第二压力传感器安装在循环球式液压助力转向器进出油路的油管上，用于检测循环球式液压助力转向器两侧的液压助力，并发送液压助力信号；

所述转向控制单元包括：主控制器和车辆其它状态单元；主控制器的输入端与各传感器电气连接，并获取转向盘转角信号、转向盘转矩信号、第一电流传感器的第一电流信号、第二电流传感器的第二电流信号、第三电流传感器的第三电流信号、第四电流传感器的第四电流信号、液压助力信号；车辆其它状态单元为主控制器提供当前车辆状态的车速信号、横摆角速度信号、质心侧偏角信号和侧向加速度信号；主控制器的输出端连接路感电机、电磁离合器、液压泵助力电机、电磁换向阀、第一继电器控制单元、第二继电器控制单元；

所述主控制器包括：信号处理单元、决策控制单元、诊断单元、故障报警单元、助力电机驱动单元、电磁换向阀驱动单元、电磁离合器驱动单元、路感电机驱动单元；

信号处理单元分别与各传感器、车辆其他状态单元电气连接，实时获取各传感器信号和车辆其他状态信号；

决策控制单元通过车载通讯线路接收信号处理单元的输入信号；

路感电机驱动单元、电磁换向阀驱动单元和电磁离合器驱动单元均通过车载通讯线路接收决策控制单元的输入信号，并分别输出路感电机控制信号、电磁换向阀控制信号以及电磁离合器的控制信号；

助力电机驱动单元通过车载通讯线路接收决策控制单元的输入信号，分别输出第一双绕组电机控制信号、第二双绕组电机控制信号和液压泵助力电机控制信号，完成转向动作的控制；

诊断单元，用于诊断路感电机、液压泵助力电机、第一双绕组电机、第二双绕组电机是否发生故障，若出现故障发送信号给故障报警单元，所述故障报警单元用于提醒驾驶员故障信息。