一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統的制作方法

本發明涉及線控系統，特別涉及一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統。

背景技術：

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

2、線控轉向系統通常方向盤總成、轉向執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行分析處理，判別汽車的運動狀態，并向方向盤回正力電機和轉向電機發送指令，從而控制兩個電機的工作，保證各種工況下都具有理想的車輛響應，以減少駕駛員對汽車轉向特性隨車速變化的補償任務，減輕駕駛員負擔。傳統線控轉向系統的主控制器通常只設有一個控制芯片，并且通常只設有一個三相電機作為轉向電機，當控制芯片或三相電機發生故障時，將導致車輛的轉向性能受到影響，因此存在嚴重的安全隱患。

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安全冗余控制的線控轉向eps控制器，其采用主cpu和副cpu混合控制主電機和副電機的方法來實現線控轉向系統安全冗余控制。然而在實際應用中，通過兩個cpu來實現兩個轉向電機的交叉混合控制，不僅存在控制難度大，算法程序復雜的問題，而且在控制切換過程中由于涉及到兩套電機系統的協調切換，因此會存在延時響應的情況，對車輛的轉向安全性和平穩性仍然會造成影響。此外，布置兩個三相電機不僅會增加設計成本，并且會額外占用多余的空間。

技術實現思路

1、本發明提供一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，其主要目的在于解決現有技術所存在的問題。

2、本發明采用如下技術方案：

3、一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，包括控制器和六相電機，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，從而構成主控回路；所述輔控芯片通過第二功率模塊連接于六相電機，從而構成輔控回路；所述主控芯片和輔控芯片之間相互通信連接；

4、所述雙冗余線控轉向系統的控制方法包括如下步驟：

5、步驟1、輔控芯片實時檢測車輛的點火信號；

6、步驟2、當采集到點火信號時，輔控芯片首先對輔控回路進行故障檢測，若輔控回路不存在故障，則執行步驟3，若輔控回路存在故障，則執行步驟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故障，若是停機故障則控制主控回路停機，并執行步驟4，若不是停機故障則執行步驟5；

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

9、步驟5、主控回路控制六相電機工作；所述六相電機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工作；若第一繞組和第二繞組均出現故障，則控制器停機，并上報繞組故障信息；

10、步驟6、輔控回路控制六相電機工作；

11、步驟7、控制器故障停機。

12、進一步，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，并執行步驟4。

15、進一步，在步驟6中，首先檢測第一繞組和第二繞組是否出現故障，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工作；若第一繞組和第二繞組均出現故障，則控制器停機，并上報繞組故障信息。

16、進一步，所述主控芯片和輔控芯片之間通過以太網實現片間通訊。

17、進一步，所述控制器還設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；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。

20、和現有技術相比，本發明產生的有益效果在于：

21、1、本發明中的輔控芯片不僅具有點火信號檢測功能，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動六相電機，由此保證控制器不會喪失轉向控制功能，并且能夠有效避免出現因主控回路故障而無法切換控制回路的現象，有效提高控制器對于故障信息的響應速度，并實現安全冗余控制。

22、2、本發明采用具有雙繞組的六相電機，并采用單控制回路對應單繞組的單一控制策略，由此不僅能夠實現控制器的雙冗余控制，提高系統的可靠性，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向安全性和平穩性。此外，采用六相電機相較于采用兩個獨立的轉向電機而言，具有更低的設計成本，并且不會占用多余的空間，布置更加靈活。

技術特征：

1.一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，其特征在于：包括控制器和六相電機，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，從而構成主控回路；所述輔控芯片通過第二功率模塊連接于六相電機，從而構成輔控回路；所述主控芯片和輔控芯片之間相互通信連接；

2.如權利要求1所述的一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，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.如權利要求1所述的一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，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.如權利要求1所述的一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，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，并執行步驟4。

5.如權利要求1所述的一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，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工作；若第一繞組和第二繞組均出現故障，則控制器停機，并上報繞組故障信息。

6.如權利要求1所述的一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，其特征在于：所述主控芯片和輔控芯片之間通過以太網實現片間通訊。

7.如權利要求1所述的一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，其特征在于：所述控制器還設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.如權利要求1所述的一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，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.如權利要求1所述的一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，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；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。

技術總結
一種基于六相電機的雙冗余線控轉向系統，涉及線控系統技術領域，包括控制器和六相電機，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，從而構成主控回路；所述輔控芯片通過第二功率模塊連接于六相電機，從而構成輔控回路；所述主控芯片和輔控芯片之間相互通信連接。本發明中的輔控芯片不僅具有點火信號檢測功能，還具有對故障檢測功能和控制回路的切換控制功能，能夠有效避免出現因主控回路故障而無法切換控制回路的現象，保證控制器不會喪失轉向控制功能，有效提高控制器對于故障信息的響應速度，并實現安全冗余控制。

技術研發人員：劉志軍,葉兵,白學森,蘇亮,劉煒星,王立新,李昌浩
受保護的技術使用者：廈門金龍聯合汽車工業有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21