[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

说明书

本发明公开了一种商用车双绕组双电机线控转向系统及其控制方法，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；本发明具有电机、绕组双重硬件冗余功能，避免了任何一个单转向电机或者单个绕组故障而造成转向指令执行的失效，进一步提高了线控转向系统的可靠性，增强了车辆安全性；此外，融合了双绕组电机的优点，相比单绕组电机能够输出更大的转矩，保证了现有商用车线控转向系统所需的转矩要求，解决了能耗较大且响应速度慢的问题。

技术领域

本发明属于汽车转向系统技术领域，具体涉及一种商用车双绕组双电机线控转向系统及其控制方法。

背景技术

随着汽车智能化程度越来越高，汽车上的各个执行模块都趋于线控化。其中线控转向系统能够提高汽车安全性能，改善驾驶特性，增强操纵性，成为当前人们研究的热点。

目前，现有线控转向系统大多数是基于电动助力转向发展而来，由于安装空间和车载电源功率的限制，电机功率较小，提供的转向助力转矩较小，因此现有的线控转向大多数应用于质量较轻的乘用车；而针对质量较重需要较大转向助力力矩的商用车线控转向系统还未成熟应用；并且转向系统的性能直接关系着车辆的行驶安全，一旦转向系统的执行电机出现故障将导致车辆失去转向能力，从而造成严重的后果，商用车更是如此；

针对上述问题，中国发明专利申请号为CN201811112412.9中公开了一种将电动液压助力力矩和线控电机助力力矩融合在一起的双助力转向系统，从而能提供较大的转向力矩，同时保证了转向系统在高速工况下的操纵稳定性；但是上述双助力转向系统中，线控电机只有一组绕组，当线控电机出现故障，转向系统的综合性能大大下降，仍存在可靠性较低的问题。中国发明专利申请号CN202010004686.7中公开了一种双电机智能线控转向系统及同步控制方法，从硬件上实现了转向系统的冗余；但是对于商用车线控转向系统而言，在某些特殊工况，单个电机工作时并不能提供所需的转向力矩，不利于低速驾驶的轻便性，并且对于商用车稳定性控制的研究较少。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种商用车双绕组双电机线控转向系统及其控制方法，以实现将线控转向应用于商用车等大型车辆，解决现有商用车采用液压转向系统存在能耗较大且响应速度慢的问题；并可以使商用车在不同工况下切换不同工作模式以及稳定性控制保证转向时的安全性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种商用车双绕组双电机线控转向系统，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、机械传动模块以及转向控制单元；其中，

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；