CN105501291A - 双路电动助力转向控制***及其内部通讯方法、切换控制装置 - Google Patents

双路电动助力转向控制***及其内部通讯方法、切换控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双路电动助力转向控制***，包括由第一电池组供电的主转向电机控制器、由第二电池组供电的备用转向电机控制器、以及用于切换所述主转向电机控制器和所述备用转向电机控制器控制助力转向电机工作的切换控制装置。一种切换控制装置，所述切换控制装置包括切换部件和用于采集双路电动助力转向***输出电压和电流的采样电路。

Description

双路电动助力转向控制***及其内部通讯方法、切换控制装置
技术领域
本发明属于控制技术领域，具体涉及一种双路电动助力转向控制***及其内部通讯方法、切换控制装置。
背景技术
电动汽车(包括带有电力驱动的混合动力汽车)不断发展的同时，对整车安全性、可靠性提出了更高的要求。在行车过程中，转向***必须一直正常工作，哪怕是整车动力***故障情况下，车身由于惯性也会继续前行一段距离。一旦转向***其发生故障，汽车就会无法转向或转向就会失去控制，对行车安全造成极大威胁。目前的电动汽车很多采用电动液压助力的方式，其转向电机控制器只有单路，一般由汽车的高压电池组供电，通过电机控制器将高压电池组的直流电逆变成交流电再给助力转向电机供电。当转向电机控制器出现故障或者高压电池组供电出现异常的情况下，整个电动液压助力转向***都会无法工作。目前的电动液压助力转向控制***存在单点故障情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种双路电动助力转向控制***，利用两套转向控制***以及两套转向控制***之间的切换保证了转向电机供电的可靠性。
本发明是这样实现的：一种双路电动助力转向控制***，包括由第一电池组供电的主转向电机控制器、由第二电池组供电的备用转向电机控制器、以及用于切换所述主转向电机控制器和所述备用转向电机控制器控制助力转向电机工作的切换控制装置。
进一步地，所述第一电池组为高压电池组，所述第二电池组为高压电池组或低压电池组。
优选地，所述第二电池组为低压电池组时，所述备用转向电机控制器包括DC-DC模块、DC-AC模块和控制模块。
优选地，所述第二电池组为高压电池组时，所述备用转向电机控制器包括DC-AC模块和控制模块。
进一步地，所述切换控制装置包括切换部件和用于采集双路电动助力转向***输出电压和电流的采样电路。
优选地，所述切换部件包括继电器、接触器或电子开关。
进一步地，所述切换控制装置还包括CPU。
进一步地，所述双路电动助力转向控制***的内部信号通道包括用于所述主转向电机控制器与所述备用转向电机控制器之间通讯的状态信号通道、控制信号通道和输出采样信号通道。
一种切换控制装置，所述切换控制装置包括切换部件和用于采集双路电动助力转向***输出电压和电流的采样电路。
一种双路电动助力转向控制***内部通讯方法：
正常情况下，所述主转向电机控制器向所述助力转向电机输出控制信号及交流电源，并通过所述状态信号通道不断向所述备用转向电机控制器发送工作正常的状态信号，所述备用转向电机控制器接收到所述主转向电机控制器发送过来的工作正常状态信号信息，并通过所述输出采样信号通道不断获取所述双路电动助力转向控制***输出的电压、电流等信息；
当所述主转向控制器发生故障时，所述主转向控制器侦测到自身故障信息，通过所述状态信号通道向所述备用转向电机控制器发送工作异常的状态信号，所述备用转向电机控制器接收到所述主转向控制器工作异常的状态信号后，判定所述主转向控制器发生了故障；
另一种情况，当所述主转向控制器发生故障时，所述主转向控制器未能及时向所述备用转向电机控制器发送工作异常的状态信号时，所述备用转向电机控制器侦测到所述主转向控制器输出电流变为零，并且信号持续一段时间，所述备用转向电机控制器也判定所述主转向控制器发生了故障；
当所述备用转向电机控制器判定所述主转向控制器故障后，所述备用转向电机控制器开始启动输出，同时通过所述控制信号通道向所述切换控制装置发出切换信号，所述切换控制装置切换后，所述备用转向电机控制器向所述助力转向电机输出控制信号。
本发明一种双路电动助力转向控制***，正常情况下助力转向电机由主转向电机控制器供电，当主转向电机控制器故障或第一电池组供电异常时，切换为备用转向电机控制器给助力转向电机供电，这样保证了助力转向电机供电的高可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图只是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明双路电动助力转向控制***控制原理图；
图2是本发明实施例一控制原理图；
图3是本发明实施例二控制原理图；
图4是本发明实施例三控制原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例只用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1所示，本发明一种双路电动助力转向控制***，包括由第一电池组1供电的主转向电机控制器2、由第二电池组5供电的备用转向电机控制器6、以及用于切换所述主转向电机控制器2和所述备用转向电机控制器6控制助力转向电机4工作的切换控制装置3。
正常情况下所述助力转向电机4由所述主转向电机控制器2供电，当所述主转向电机控制器2故障或所述第一电池组1供电异常时，切换为所述备用转向电机控制器6给所述助力转向电机4供电。这样保证了所述助力转向电机4供电的高可靠性。
所述切换控制装置3可以单独设计，也可以与所述主转向电机控制器2或所述备用转向电机控制器6一体化设计。
如图1所示，所述第一电池组1为高压电池组，所述第二电池组5为高压电池组或低压电池组。
如图1所示，所述第二电池组5为低压电池组时，所述备用转向电机控制器6包括DC-DC模块、DC-AC模块和控制模块。
DC-DC模块用于提升低压电池组的电压，DC-AC模块用于将直流电转换为交流电以给所述助力转向电机4供电。
如图1所示，所述第二电池组5为高压电池组时，所述备用转向电机控制器6包括DC-AC模块和控制模块。
如图1所示，所述切换控制装置3包括切换部件和用于采集双路电动助力转向***输出电压和电流的采样电路。
如图1所示，所述切换部件包括继电器、接触器或电子开关。
如图1所示，所述切换控制装置3还包括CPU。
如图2所示，所述双路电动助力转向控制***的内部信号通道包括用于所述主转向电机控制器2与所述备用转向电机控制器6之间通讯的状态信号通道100、控制信号通道200和输出采样信号通道300。
如图1所示，一种切换控制装置3，所述切换控制装置3包括切换部件和用于采集双路电动助力转向***输出电压和电流的采样电路。如图2所示，所述双路电动助力转向控制***与电动汽车整车控制器7之间通过CAN通讯连接。
本发明实施例一，如图2所示，所述双路电动助力转向控制***包括所述主转向电机控制器2、所述备用转向电机控制器6、所述切换控制装置3。所述双路电动助力转向控制***内部信号通道包括所述状态信号通道100、所述控制信号通道200、以及所述输出采样信号通道300。
所述第一电池组1为高压电池组并用于给所述主转向电机控制器2供电，所述第二电池组5为低压电池组并用于给所述备用转向电机控制器6供电。所述第一电池组1电压一般在200V至750V之间，所述第二电池组5电压一般为24V电池或12V电池。正常情况下，所述主转向电机控制器2将所述第一电池组1的直流电转化为交流电，通过所述切换控制装置3后供给所述助力转向电机4。当所述主转向电机控制器2故障时，所述切换控制装置3切换到所述备用电机控制器6工作，所述备用转向电机控制器6将所述第二电池组5的直流电转化为交流电，供给所述助力转向电机4。所述双路电动助力转向控制***通过CAN与所述整车控制器7通讯。
所述双路电动助力转向控制***内部通讯方法为：
正常情况下，所述主转向电机控制器2向所述助力转向电机4输出控制信号及交流电源，并通过所述状态信号通道100不断向所述备用转向电机控制器6发送工作正常的状态信号。所述备用转向电机控制器6接收到所述主转向电机控制器2发送过来的工作正常状态信号信息，并通过所述输出采样信号通道300不断获取所述双路电动助力转向控制***输出的电压、电流等信息。
当所述主转向控制器2发生故障时，所述主转向控制器2侦测到自身故障信息，通过所述状态信号通道100向所述备用转向电机控制器6发送工作异常的状态信号。所述备用转向电机控制器6接收到所述主转向控制器2工作异常的状态信号后，判定所述主转向控制器2发生了故障。
另一种情况，当所述主转向控制器2发生故障时，所述主转向控制器2未能及时向所述备用转向电机控制器6发送工作异常的状态信号时，所述备用转向电机控制器6侦测到所述主转向控制器2输出电流变为零，并且信号持续一段时间，如1-2个交流周期，所述备用转向电机控制器6也判定所述主转向控制器2发生了故障。
当所述备用转向电机控制器6判定所述主转向控制器2故障后，所述备用转向电机控制器6开始启动输出；同时通过所述控制信号通道200向所述切换控制装置3发出切换信号，所述切换控制装置3切换后，所述备用转向电机控制器6向所述助力转向电机4提供交流电源。此时，整个***的切换过程完成。
本发明实施例二，如图3所示，实施例二与实施例一的差别仅在于：所述备用转向电机控制器6的输入与所述主转向电机控制器2同时接所述第一电池组，所述第一电池组为高压电源。其他与实施例一相同。
本发明实施例三，如图4所示，所述双路电动助力转向控制***包括所述主转向电机控制器2、所述备用转向电机控制器6以及所述切换控制装置3。所述双路电动助力转向控制***内部信号通道包括所述状态信号通道100以及所述控制信号通道200。
正常情况下，所述主转向电机控制器2向所述助力转向电机4提供交流电源与控制信号输出，并通过所述状态信号通道100不断向所述切换控制装置3发送工作正常的状态信号。所述切换控制装置3接收所述主转向电机控制器2发送过来的工作正常的状态信号，并通过自身上面的采样电路来不断获取所述双路电动助力转向控制***输出的电压、电流等信息。
当所述主转向控制器2发生故障时，所述主转向控制器2侦测到自身故障信息，通过所述状态信号通道100向所述切换控制装置3发送工作异常的状态信号。所述切换控制装置3接收到所述主转向控制器2工作异常的状态信号后，判定所述主转向控制器2发生了故障。
另一种情况，当所述主转向控制器2发生故障时，所述主转向控制器2未能及时向所述切换控制装置3发送工作异常的状态信号时，所述切换控制装置3侦测到所述主转向控制器2输出电流变为零，并且信号持续一段时间，如1-2个交流周期，所述切换控制装置3也判定所述主转向控制器2发生了故障。
所述切换控制装置3判定所述主转向控制器2发生了故障后，所述切换控制装置3通过所述控制信号通道200向所述备用转向电机控制器6发出切换信号，所述切换控制装置3切换后，所述备用转向电机控制器6向所述助力转向电机4提供交流电源。此时，整个***的切换工程完成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双路电动助力转向控制***，其特征在于，包括由第一电池组供电的主转向电机控制器、由第二电池组供电的备用转向电机控制器、以及用于切换所述主转向电机控制器和所述备用转向电机控制器控制助力转向电机工作的切换控制装置。
2.根据权利要求1所述的双路电动助力转向控制***，其特征在于，所述第一电池组为高压电池组，所述第二电池组为高压电池组或低压电池组。
3.根据权利要求2所述的双路电动助力转向控制***，其特征在于，所述第二电池组为低压电池组时，所述备用转向电机控制器包括DC-DC模块、DC-AC模块和控制模块。
4.根据权利要求2所述的双路电动助力转向控制***，其特征在于，所述第二电池组为高压电池组时，所述备用转向电机控制器包括DC-AC模块和控制模块。
5.根据权利要求1所述的双路电动助力转向控制***，其特征在于，所述切换控制装置包括切换部件和用于采集双路电动助力转向***输出电压和电流的采样电路。
6.根据权利要求5所述的双路电动助力转向控制***，其特征在于，所述切换部件包括继电器、接触器或电子开关。
7.根据权利要求5所述的双路电动助力转向控制***，其特征在于，所述切换控制装置还包括CPU。
8.根据权利要求1所述的双路电动助力转向控制***，其特征在于，所述双路电动助力转向控制***的内部信号通道包括用于所述主转向电机控制器与所述备用转向电机控制器之间通讯的状态信号通道、控制信号通道和输出采样信号通道。
9.一种切换控制装置，其特征在于，所述切换控制装置包括切换部件和用于采集双路电动助力转向***输出电压和电流的采样电路。
10.一种双路电动助力转向控制***内部通讯方法，其特征在于，
正常情况下，所述主转向电机控制器向所述助力转向电机输出控制信号及交流电源，并通过所述状态信号通道不断向所述备用转向电机控制器发送工作正常的状态信号，所述备用转向电机控制器接收到所述主转向电机控制器发送过来的工作正常状态信号信息，并通过所述输出采样信号通道不断获取所述双路电动助力转向控制***输出的电压、电流等信息；
当所述主转向控制器发生故障时，所述主转向控制器侦测到自身故障信息，通过所述状态信号通道向所述备用转向电机控制器发送工作异常的状态信号，所述备用转向电机控制器接收到所述主转向控制器工作异常的状态信号后，判定所述主转向控制器发生了故障；
另一种情况，当所述主转向控制器发生故障时，所述主转向控制器未能及时向所述备用转向电机控制器发送工作异常的状态信号时，所述备用转向电机控制器侦测到所述主转向控制器输出电流变为零，并且信号持续一段时间，所述备用转向电机控制器也判定所述主转向控制器发生了故障；
当所述备用转向电机控制器判定所述主转向控制器故障后，所述备用转向电机控制器开始启动输出，同时通过所述控制信号通道向所述切换控制装置发出切换信号，所述切换控制装置切换后，所述备用转向电机控制器向所述助力转向电机输出控制信号。
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