基于三相电机的转向冗余系统的研究

转向系统作为控制车辆方向的机构,电子硬件的冗余无疑是电子助力转向系统发生故障时的第一道安全防线。因此,开发了基于三相电机的转向冗余系统,包含冗余的力矩传感器,转子位置传感器和电流传感器,可以实现在一阶硬件失效时,采用冗余的硬件正常工作。在双硬件失效或MOSFETs短路或断路时,进入降级的安全状态。整车测试表明,失效可操作的系统相比于突然丢失助力的系统更可控。

大齿条力冗余R-EPS转向器开发及验证

为了满足前轴载荷较大乘用车电动助力转向产品的需要,对大齿条力冗余R-EPS转向系统进行开发,全新设计了齿条、滚珠丝杠及皮带传动等机构,制定了R-EPS电控系统冗余方案,设计了电控系统失效时的容错机制,通过转向手力调校和匹配,转向手力和转向跟随性均满足车辆使用需求,产品经台架试验和整车道路试验验证了产品性能优良、安全可靠。

基于虚拟样机的汽车冗余转向系统联合仿真

针对冗余转向系统设计周期长、成本高的问题,提出了利用多体动力学软件ADAMS和控制仿真软件Simulink联合建立冗余转向系统虚拟样机系统的方法。在分析齿轮齿条动力学的基础上建立了转向系统动力学模型,基于Simulink建立冗余转向系统的控制模型,并在Simulink中搭建了联合仿真模型,利用该虚拟样机系统对设计的冗余转向系统进行助力性能仿真。通过仿真和试验验证,设计的冗余转向系统具有良好的助力性能且具有一定容错性,满足转向系统的使用要求;联合仿真所得数据和试验误差在5%以内,联合仿真的方法可行。

一种冗余转向系统的新设计

智能驾驶是汽车技术发展的方向,是国家2025支持需要突破的核心技术之一,冗余转向系统是智能驾驶中承上启下的转向系统,冗余技术是其中的关键技术之一。论文设计了一种新型冗余转向系统,包括架构、时序图和助力保持关闭流程图,为冗余技术的工程化打下了基础。

冗余EPS电控系统失效模式研究

文章设计了一种具备故障容错功能的冗余电动助力转向(EPS)电控系统,以支持自动驾驶SAE L3及以上级别对EPS的要求。文章详细介绍了冗余EPS电控系统架构、工作流程、故障诊断方式及失效模式,总结了电控系统关键器件的失效状态,并对典型的系统失效模式进行了试验与研究。

冗余转向系统电流传感器故障诊断及容错策略

对装配有双绕组电机的冗余转向系统,提出一种基于数据和机理混合驱动的电流传感器故障诊断及容错策略。进行冗余转向系统架构分析,分别建立电流传感器故障模型和双绕组永磁同步电机(Dual-winding permanent magnet synchronous motor,DW-PMSM)模型。在此基础上,设计电流传感器故障诊断及容错策略。采用坐标变换估计电机相电流,并以此作为非线性自回归(Nonlinear autoregressive with exogenous inputs,NARX)神经网络的外部输入,改变NARX网络结构实现DW-PMSM相电流的单步和多步预测,由此设计电流传感器的故障检测、定位和分类策略,提取传感器故障严重程度,通过电流传感器补偿或切换手段实现故障容错控制。基于Matlab/Simulink和d SPACE分别搭建了转向系统仿真平台和硬件在环平台,进行算法测试验证。结果表明,提出的算法能够在多种工况下迅速检测电流传感器故障并完成容错控制,提高冗余转向系统工作的可靠性和安全性。