本發(fā)明涉及線控系統(tǒng)，特別涉及一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是決定汽車主動安全性的關(guān)鍵總成，傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)，汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動是由駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤，通過轉(zhuǎn)向器和一系列的桿件傳遞到轉(zhuǎn)向車輪而實(shí)現(xiàn)的。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接，完全由電能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各種限制，不但可以自由設(shè)計汽車轉(zhuǎn)向的力傳遞特性，而且可以設(shè)計汽車轉(zhuǎn)向的角傳遞特性，給汽車轉(zhuǎn)向特性的設(shè)計帶來無限的空間，是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重大革新。

2、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常方向盤總成、轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成和主控制器三大部分組成，其中主控制器用于對采集的信號進(jìn)行分析處理，判別汽車的運(yùn)動狀態(tài)，并向方向盤回正力電機(jī)和轉(zhuǎn)向電機(jī)發(fā)送指令，從而控制兩個電機(jī)的工作，保證各種工況下都具有理想的車輛響應(yīng)，以減少駕駛員對汽車轉(zhuǎn)向特性隨車速變化的補(bǔ)償任務(wù)，減輕駕駛員負(fù)擔(dān)。傳統(tǒng)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主控制器通常只設(shè)有一個控制芯片，并且通常只設(shè)有一個三相電機(jī)作為轉(zhuǎn)向電機(jī)，當(dāng)控制芯片或三相電機(jī)發(fā)生故障時，將導(dǎo)致車輛的轉(zhuǎn)向性能受到影響，因此存在嚴(yán)重的安全隱患。

3、為了解決這一問題，公告號為cn214420544u的中國專利公開了一種具有雙電機(jī)安全冗余控制的線控轉(zhuǎn)向eps控制器，其采用主cpu和副cpu混合控制主電機(jī)和副電機(jī)的方法來實(shí)現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全冗余控制。然而在實(shí)際應(yīng)用中，通過兩個cpu來實(shí)現(xiàn)兩個轉(zhuǎn)向電機(jī)的交叉混合控制，不僅存在控制難度大，算法程序復(fù)雜的問題，而且在控制切換過程中由于涉及到兩套電機(jī)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)切換，因此會存在延時響應(yīng)的情況，對車輛的轉(zhuǎn)向安全性和平穩(wěn)性仍然會造成影響。此外，布置兩個三相電機(jī)不僅會增加設(shè)計成本，并且會額外占用多余的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括控制器和六相電機(jī)，所述控制器包括主控芯片、輔控芯片、第一功率模塊和第二功率模塊；所述主控芯片通過第一功率模塊連接于六相電機(jī)，從而構(gòu)成主控回路；所述輔控芯片通過第二功率模塊連接于六相電機(jī)，從而構(gòu)成輔控回路；所述主控芯片和輔控芯片之間相互通信連接；

4、所述雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟：

5、步驟1、輔控芯片實(shí)時檢測車輛的點(diǎn)火信號；

6、步驟2、當(dāng)采集到點(diǎn)火信號時，輔控芯片首先對輔控回路進(jìn)行故障檢測，若輔控回路不存在故障，則執(zhí)行步驟3，若輔控回路存在故障，則執(zhí)行步驟4；

7、步驟3、輔控芯片喚醒主控芯片，并檢測主控回路是否存在故障，若主控回路不存在故障，則執(zhí)行步驟5；若主控回路存在故障，則判斷主控回路的故障類型是否為停機(jī)故障，若是停機(jī)故障則控制主控回路停機(jī)，并執(zhí)行步驟4，若不是停機(jī)故障則執(zhí)行步驟5；

8、步驟4、判斷輔控回路是否存在停機(jī)故障，若不存在停機(jī)故障則執(zhí)行步驟6，若存在停機(jī)故障則控制輔控回路停機(jī)，并執(zhí)行步驟7；

9、步驟5、主控回路控制六相電機(jī)工作；所述六相電機(jī)包括第一繞組和第二繞組，在該步驟中，首先檢測第一繞組和第二繞組是否出現(xiàn)故障，若第一繞組無故障，則主控回路通過第一繞組控制六相電機(jī)工作；若第一繞組故障且第二繞組無故障，則主控回路通過第二繞組控制六相電機(jī)工作；若第一繞組和第二繞組均出現(xiàn)故障，則控制器停機(jī)，并上報繞組故障信息；

10、步驟6、輔控回路控制六相電機(jī)工作；

11、步驟7、控制器故障停機(jī)。

12、進(jìn)一步，所述控制器還包括連接于所述輔控芯片的第二存儲模塊；在步驟2中，若輔控回路存在故障，則將輔控回路的故障信息寫入第二存儲模塊中。

13、進(jìn)一步，所述控制器還包括連接于所述主控芯片的第一存儲模塊；在步驟3中，若主控回路存在故障，則將主控回路的故障信息寫入第一存儲模塊中。

14、進(jìn)一步，步驟3中，若主控芯片無法被輔控芯片喚醒，則在第一存儲模塊中記錄故障，并執(zhí)行步驟4。

15、進(jìn)一步，在步驟6中，首先檢測第一繞組和第二繞組是否出現(xiàn)故障，若第二繞組無故障，則輔控回路通過第二繞組控制六相電機(jī)工作；若第二繞組故障且第一繞組無故障，則輔控回路通過第一繞組控制六相電機(jī)工作；若第一繞組和第二繞組均出現(xiàn)故障，則控制器停機(jī)，并上報繞組故障信息。

16、進(jìn)一步，所述主控芯片和輔控芯片之間通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)片間通訊。

17、進(jìn)一步，所述控制器還設(shè)有通信模塊和信號切換芯片，所述通信模塊通過信號切換芯片連接于主控芯片或輔控芯片。

18、進(jìn)一步，所述控制器還包括連接于所述主控芯片的第一采樣模塊以及連接于所述輔控芯片的第二采樣模塊。

19、進(jìn)一步，所述控制器還包括第一熔斷器和第二熔斷器；在步驟3中，輔控芯片通過第一熔斷器切斷主控回路，從而快速控制主控回路停機(jī)；在步驟4中，輔控芯片通過第二熔斷器切斷輔控回路，從而快速控制輔控回路停機(jī)。

20、和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于：

21、1、本發(fā)明中的輔控芯片不僅具有點(diǎn)火信號檢測功能，還具有對故障檢測功能和控制回路的切換控制功能，當(dāng)檢測到主控回路存在故障時，可及時切斷主控回路，并通過輔控回路來驅(qū)動六相電機(jī)，由此保證控制器不會喪失轉(zhuǎn)向控制功能，并且能夠有效避免出現(xiàn)因主控回路故障而無法切換控制回路的現(xiàn)象，有效提高控制器對于故障信息的響應(yīng)速度，并實(shí)現(xiàn)安全冗余控制。

22、2、本發(fā)明采用具有雙繞組的六相電機(jī)，并采用單控制回路對應(yīng)單繞組的單一控制策略，由此不僅能夠?qū)崿F(xiàn)控制器的雙冗余控制，提高系統(tǒng)的可靠性，而且極大地降低了控制難度，簡化了控制流程，能夠有效確保車輛的轉(zhuǎn)向安全性和平穩(wěn)性。此外，采用六相電機(jī)相較于采用兩個獨(dú)立的轉(zhuǎn)向電機(jī)而言，具有更低的設(shè)計成本，并且不會占用多余的空間，布置更加靈活。

技術(shù)特征：

1.一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于：包括控制器和六相電機(jī)，所述控制器包括主控芯片、輔控芯片、第一功率模塊和第二功率模塊；所述主控芯片通過第一功率模塊連接于六相電機(jī)，從而構(gòu)成主控回路；所述輔控芯片通過第二功率模塊連接于六相電機(jī)，從而構(gòu)成輔控回路；所述主控芯片和輔控芯片之間相互通信連接；

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器還包括連接于所述輔控芯片的第二存儲模塊；在步驟2中，若輔控回路存在故障，則將輔控回路的故障信息寫入第二存儲模塊中。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器還包括連接于所述主控芯片的第一存儲模塊；在步驟3中，若主控回路存在故障，則將主控回路的故障信息寫入第一存儲模塊中。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于：步驟3中，若主控芯片無法被輔控芯片喚醒，則在第一存儲模塊中記錄故障，并執(zhí)行步驟4。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于：在步驟6中，首先檢測第一繞組和第二繞組是否出現(xiàn)故障，若第二繞組無故障，則輔控回路通過第二繞組控制六相電機(jī)工作；若第二繞組故障且第一繞組無故障，則輔控回路通過第一繞組控制六相電機(jī)工作；若第一繞組和第二繞組均出現(xiàn)故障，則控制器停機(jī)，并上報繞組故障信息。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于：所述主控芯片和輔控芯片之間通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)片間通訊。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器還設(shè)有通信模塊和信號切換芯片，所述通信模塊通過信號切換芯片連接于主控芯片或輔控芯片。

8.如權(quán)利要求1所述的一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器還包括連接于所述主控芯片的第一采樣模塊以及連接于所述輔控芯片的第二采樣模塊。

9.如權(quán)利要求1所述的一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器還包括第一熔斷器和第二熔斷器；在步驟3中，輔控芯片通過第一熔斷器切斷主控回路，從而快速控制主控回路停機(jī)；在步驟4中，輔控芯片通過第二熔斷器切斷輔控回路，從而快速控制輔控回路停機(jī)。

技術(shù)總結(jié)
一種基于六相電機(jī)的雙冗余線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，涉及線控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括控制器和六相電機(jī)，所述控制器包括主控芯片、輔控芯片、第一功率模塊和第二功率模塊；所述主控芯片通過第一功率模塊連接于六相電機(jī)，從而構(gòu)成主控回路；所述輔控芯片通過第二功率模塊連接于六相電機(jī)，從而構(gòu)成輔控回路；所述主控芯片和輔控芯片之間相互通信連接。本發(fā)明中的輔控芯片不僅具有點(diǎn)火信號檢測功能，還具有對故障檢測功能和控制回路的切換控制功能，能夠有效避免出現(xiàn)因主控回路故障而無法切換控制回路的現(xiàn)象，保證控制器不會喪失轉(zhuǎn)向控制功能，有效提高控制器對于故障信息的響應(yīng)速度，并實(shí)現(xiàn)安全冗余控制。

技術(shù)研發(fā)人員：劉志軍,葉兵,白學(xué)森,蘇亮,劉煒星,王立新,李昌浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21