基于伺服电机和EPS电机的冗余线控转向系统的制作方法

本实用新型属于自动驾驶转向控制技术领域，具体涉及一种基于伺服电机和eps电机的冗余线控转向系统。

背景技术：

线控转向系统是从传统的助力转向系统发展而来的，但与传统转向方式有很大的不同，传统的转向系统一般只有一个电机，用来提供助力，减轻人手转动方向盘所用的力矩。或者该电机既可以提供助力又可以主动转向，但原车的eps(电动助力转向系统)转向精不高。

线控转向技术虽已发展较为成熟，但还存在较多制约因素：

1、转向精度不高。原车eps电机主要提供助力，也可作为主动转向，但当作为主动转向电机的时候转向精度不高。

2、失效后难以控制。如果单纯依靠原车eps电机，既提供助力又要提供主动控制，一旦出现控制失效，没有可以替补的方案，可能会因为转向失效造成难以控制的局面。

一些自动驾驶项目在对车辆进行改制后，取消了方向盘以及下面转向管柱装置，单纯依赖线控转向技术进行行车转向，无法应对各种路况，如车辆在摩擦力很大的路面上或原地转向，单个电机的功率是没办法支持线控转向的。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对上述技术的不足，提供一种能够更有效的保证车辆转向精确性和稳定性的基于伺服电机和eps电机的冗余线控转向系统。

为实现上述目的，本实用新型所设计的基于伺服电机和eps电机的冗余线控转向系统，包括主动伺服电机、eps电机、主动伺服电机ecu、eps电机ecu及转向传感器，主动伺服电机输出轴与方向盘下方的转向管柱相连，转向传感器安装在转向管柱上，主动伺服电机ecu与主动伺服电机电连，eps电机ecu与eps电机电连，主动伺服电机ecu与eps电机ecu通过can总线双向通讯。

进一步地，所述主动伺服电机ecu与eps电机ecu通过can总线双向通讯采用握手协议，握手协议分为两部分，一部分为心跳包，另一部分为握手指令；

心跳包值为0～255循环，每一帧报文的值比上一次加一，若每一帧报文的值在一个周期内无变化，则判断心跳丢失；

握手指令：当主动伺服电机ecu接收到eps电机ecu下发的请求握手指令后主动伺服电机ecu发送应答同意握手指令，eps电机ecu在收到主动伺服电机ecu发送的同意握手指令后发送应答接受握手并自检完成指令，主动伺服电机ecu接收到eps电机ecu下发的接受握手并自检完成指令后下发完成握手指令，eps电机ecu接收到下发的完成握手指令后下发完成握手指令。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型为双电机、双ecu冗余转向系统，主控伺服电机作为主动转向电机，eps电机作为助力电机辅助转动转向电机完成转向功能同时可以也可以作为主动转向电机，当主控伺服电机出现故障时，立即启动冗余措施，使转向系统的可靠性大幅度提高，更能有效的保证车辆转向的精确性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型基于伺服电机和eps电机的冗余线控转向系统流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示为基于伺服电机和eps(电动助力转向系统)电机的冗余线控转向系统，包括主动伺服电机、eps电机、主动伺服电机ecu(电子控制单元)、eps电机ecu及转向传感器，主动伺服电机输出轴与方向盘下方的转向管柱相连，转向传感器安装在转向管柱上，主动伺服电机ecu与主动伺服电机电连，eps电机ecu与eps电机电连，主动伺服电机ecu与eps电机ecu通过can总线双向通讯。

本实施例中，主动伺服电机ecu与eps电机ecu通过can总线双向通讯，两者之间达成握手协议，握手协议分为两部分，一部分为心跳包，另一部分为握手指令。

心跳包值为0～255循环，每一帧报文的值比上一次加一，如果检测到值在一个周期内无变化，则判断心跳丢失。

握手指令：上电的同时eps电机ecu下发can指令值为1(请求握手)，当主动伺服电机ecu接收到eps电机ecu下发的指令1后主动伺服电机ecu发送应答值2(同意握手)，eps电机ecu在收到主动伺服电机ecu发送的指令2后发送应答值3(接受握手并自检完成)，主动伺服电机ecu接收到eps电机ecu下发的指令3后下发指令4，eps电机ecu接收到下发的指令4后下发指令4(完成握手)。

基于伺服电机和eps电机的冗余线控转向系统的控制方法如下：

1)整车上电时eps电机ecu下发请求握手指令，当主动伺服电机ecu接收到eps电机ecu下发的请求握手指令后主动伺服电机ecu发送应答同意握手指令，eps电机ecu在收到主动伺服电机ecu发送的同意握手指令后发送应答接受握手并自检完成指令，主动伺服电机ecu接收到eps电机ecu下发的接受握手并自检完成指令后下发完成握手指令，eps电机ecu接收到下发的完成握手指令后下发完成握手指令；

2)当整车控制器vcu检测到主动伺服电机心跳包时，握手成功，主动伺服电机为主控，eps电机提供转向助力；整车控制器vcu发出目标转角指令，主动伺服电机ecu接收到目标转角信息后与转向传感器检测到的实际转角信息作差得到转角差值，若转角差值为负数则逆时针转向且转向角度为转角差值的绝对值，若转角差值为正数则顺时针转向且转向角度为转角差值；

当整车控制器vcu检测到主动伺服电机心跳包丢失，则握手失败，eps电机为主控，完成转向动作，保持转向能力。

本实用新型为双电机、双ecu冗余转向系统，主控伺服电机作为主动转向电机，eps电机作为助力电机辅助转动转向电机完成转向功能同时可以也可以作为主动转向电机，当主控伺服电机出现故障时，立即启动冗余措施，使转向系统的可靠性大幅度提高，更能有效的保证车辆转向的精确性和稳定性。

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