一种用于提高冗余电控转向系统供电可靠性的智能装置

技术领域

本发明涉及汽车电控转向技术领域，具体为一种用于提高冗余电控转向系统供电可靠性的智能装置。

背景技术

电动转向系统飞速发展，发展冗余电动转向系统成为行业趋势，但是冗余电动转向系统对供电可靠性要求很高。然而，在实际情况下，冗余电动转向系统是独立供电，一路供电源故障，两路电动转向系统只能提供一半的助力，这种情况下，对于汽车电源是很大的浪费；同时，汽车的转向性能会受到很大的影响，严重影响驾驶安全；而且，在供电源出现故障后，用户无法自行将车开到修理处进行维修，需要耗费很大的人力物力。

因此，设计一种在汽车一路供电源失效时，由另一路供电源同时给两路电动转向系统供电，以维持转向助力在正常水平，并且可以发送故障信号给控制面板的装置来提醒驾驶员是非常重要和有价值的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提高冗余电控转向系统供电可靠性的智能装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于提高冗余电控转向系统供电可靠性的智能装置，包括智能装置，所述智能装置包括控制模块和直流通路模块，所述直流通路模块上连接有电动转向模块A和电动转向模块B，所述电动转向模块A和电动转向模块B连接有同一个冗余电机，所述控制模块上连接有控制面板，所述智能装置上连接有电池包和蓄电池。

优选的，所述控制模块包括电压选择模块和微控制器，所述电压选择模块的输出端与微控制器的输入端连接，所述直流通路模块、控制面板的输入端均与微控制器输出端连接，所述电池包、蓄电池均与电压选择模块连接。

优选的，所述电压选择模块由两个供电模块组成，两个所述供电模块的输入端分别与电池包和蓄电池的输出端进行连接，所述供电模块由滤波电路、分压电路、稳压电路构成。

优选的，所述滤波电路由一个电阻，一个电容组成，所述稳压电路结构由一个电容，一个电阻，一个稳压管构成，两个所述滤波电路和稳压电路结构完全相同，所述分压电路有两个电阻组成，其电阻取决于电池包和蓄电池的电压参数。

优选的，所述直流通路模块包括电压传感器A、开关选择模块A、开关选择模块B、电压保持模块A，所述电压传感器A的输入端与蓄电池的输出端连接，所述开关选择模块A与开关选择模块B的输入端均与电压传感器A的输出端连接，所述电压保持模块A的输入端与开关选择模块A的输出端连接，所述电压保持模块A的输出端与电动转向模块A的输入端连接。

优选的，所述电压保持模块A的输入端连接有开关选择模块D的输出端，所述开关选择模块D的输入端连接有电压传感器B的输入端，所述电压传感器B的输入端与电池包的输出端连接，所述电压传感器A、电压传感器B的输入端与微控制器的输入端连接。

优选的，所述电压传感器B的输出端连接有开关选择模块C的输入端，所述开关选择模块C的输出端连接有电压保持模块B的输入端，所述电压保持模块B的输出端与电动转向模块B的输入端连接，所述开关选择模块A的输出端与电压保持模块B的输入端连接。

优选的，所述开关选择模块A、开关选择模块B、开关选择模块C、开关选择模块D的输入端均与微控制器的输出端连接。

优选的，所述电压保持模块A与电压保持模块B均由四个电容、一个三极管、一个输入端、两个输出端组成，所述开关选择模块A、开关选择模块B、开关选择模块C、开关选择模块D的结构相同，所述电压传感器A由一个P-MOS管、两个电阻构成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过由电池包和蓄电池同时为提供两个冗余电动转向系统供电，具有双冗余功能，蓄电池和电池包有一个正常供电，装置就可以正常工作，提高装置的供电可靠性，运行的稳定性；

2、本发明同时还通过控制模块和直流通路模块的配合使用，检测电池包、蓄电池在直流通路模块中的供电是否正常，若蓄电池/电池包的电压信号异常，在装置的控制下，可自动切换供电电源，使电池包/蓄电池可以同时对电动转向模块A和电动转向模块B供电，实现故障自动应急切换电路，保证车辆基本全程维持全助力，提高了车辆的运行安全；

3、本发明还通过智能装置、控制面板配合使用，检测电池包、蓄电池在直流通路模块中的供电是否正常在进行自动切换电路，并且发送故障信号给控制面板，从而实现了自动检测。

附图说明

图1为本发明中智能装置的逻辑图；

图2为本发明中智能装置的控制模块的输入输出的连接示意图；

图3为本发明中供电模块电路图；

图4为本发明中电压保持模块电路图；

图5为本发明中开关选择模块构成图；

图6为本发明中智能装置控制模块供电选择图；

图7为本发明中微控制器模块对直流通路模块的控制逻辑图。

图中：1、智能装置；11、控制模块；111、电压选择模块；112、微控制器；12、直流通路模块；121、电压传感器A；122、开关选择模块A；123、开关选择模块B；124、电压保持模块A；125、电压传感器B；126、开关选择模块C；127、开关选择模块D；128、电压保持模块B；2、电动转向模块B；3、电动转向模块A；4、冗余电机；5、控制面板；6、电池包；7、蓄电池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种用于提高冗余电控转向系统供电可靠性的智能装置，包括智能装置1，智能装置1包括控制模块11和直流通路模块12，直流通路模块12上连接有电动转向模块B2和电动转向模块A3，电动转向模块B2和电动转向模块A3连接有同一个冗余电机4，控制模块11上连接有控制面板5，智能装置1上连接有电池包6和蓄电池7，通过电池包6和蓄电池7同时给智能装置1供电，具有双冗余功能，只有在蓄电池和电池包同时发生故障，无法给装置供电时，装置才会失效，否则均可以正常工作；

控制模块11包括电压选择模块111和微控制器112，电压选择模块111的输出端与微控制器112的输入端连接，直流通路模块12、控制面板5的输入端均与微控制器112输出端连接，电池包6、蓄电池7均与电压选择模块111连接，微控制器112的第一个作用，是对微控制器供电电源的选择，微控制器决定引脚通断的依据有两种，第一种是微控制器112根据内部逻辑，判定0-3.3V不包含3.3V为低电平，3.3-5V为高电平，当电源供给的电压为低电平时，装置自动断开引脚，打开另一路引脚，由另一路电源供电，第二种是装置可以根据电压传感器传回来的直流通路模块12中的电流情况，依照内部逻辑，自动决定引脚通断，从而起到电源选择的作用，控制模块的第二个作用是对电动转向模块供电通路即两个电动转向模块供电源的选择，微控制器模块接收来自电压传感器A和电压传感器B的信号，根据内部逻辑进行判断后，发出信号决定四个开关选择模块的通断，从而实现对故障电源的隔离和对两个电动助力模块供电源的选择；

电压选择模块111由两个供电模块组成，两个供电模块的输入端分别与电池包6和蓄电池7的输出端进行连接，供电模块由滤波电路、分压电路、稳压电路构成，是将来自蓄电池和电池包的电流进行处理，提高供电电流的稳定性和质量并且将供电电压改变为适合给智能装置1供电的电压，供电模块将来自两个供电源的供电电流分别接到两个不同的引脚上，由智能装置1选择由哪个供电源供电；

滤波电路由一个1kΩ电阻，一个1uF电容组成，稳压电路结构由一个电容，一个电阻，一个稳压管构成，两个滤波电路和稳压电路结构完全相同，分压电路有两个电阻组成，其电阻取决于电池包6和蓄电池7的电压参数以蓄电池为例，由一个700Ω的电阻，一个500Ω电阻构成，由于不同汽车的电池包电压参数不同，因此电阻阻值根据电池包的电压参数进行相应调整；

直流通路模块12包括电压传感器A121、开关选择模块A122、开关选择模块B123、电压保持模块A124，电压传感器A121的输入端与蓄电池7的输出端连接，开关选择模块A122与开关选择模块B123的输入端均与电压传感器A121的输出端连接，电压保持模块A124的输入端与开关选择模块A122的输出端连接，电压保持模块A124的输出端与电动转向模块A3的输入端连接；

电压保持模块A124的输入端连接有开关选择模块D127的输出端，开关选择模块D127的输入端连接有电压传感器B125的输入端，电压传感器B125的输入端与电池包6的输出端连接，电压传感器A121、电压传感器B125的输入端与微控制器112的输入端连接；

电压传感器B125的输出端连接有开关选择模块C126的输入端，开关选择模块C126的输出端连接有电压保持模块B128的输入端，电压保持模块B128的输出端与电动转向模块B2的输入端连接，开关选择模块A122的输出端与电压保持模块B128的输入端连接；

开关选择模块A122、开关选择模块B123、开关选择模块C126、开关选择模块D127的输入端均与微控制器112的输出端连接，电压传感器A121、电压传感器B125均为霍尔电压传感器；

电压保持模块A124与电压保持模块B128均由四个电容、一个三极管、一个输入端、两个输出端组成，开关选择模块A122、开关选择模块B123、开关选择模块C126、开关选择模块D127的结构相同，电压传感器A121由一个P-MOS管，一个1kΩ电阻、100kΩ电阻构成。

工作原理：该发明在装置刚进入工作模式时，蓄电池7给电动转向模块A3供电，电池包6给电动转向模块B2供电，然后电压传感器A121和电压传感器B将采集到的电压信号传给控制模块11，控制模块11检测两个供电源在直流通路模块12中的供电是否正常，若蓄电池7的电压信号异常，控制模块11发出控制信号失能对应的开关选择模块，即控制开关选择模块A和开关选择模块B失能，从而对蓄电池7进行故障隔离，并把控制另一路供电源的开关选择模块使能，即开关选择模块C和开关选择模块D，使电池包6可以同时对电动转向模块B2、电动转向模块A3供电，同时，发送相应供电源即蓄电池7异常的信号发送给控制面板5；在电池包6的电流供给此时失去供电源的电动转向模块A3之前，由开关选择模块A给电动转向模块A3进行供电，在电池包6已经同时给两路电动助力转向模块供电之后，开关选择模块A停止对其供电并开始对内部电容充电，电池包6的直流通路回路供电异常时同理，至此，完成了一次对故障的排查，隔离和自动解除，在此过程中，汽车转向系统的转向助力均保持在较高水平，若装置对电压传感器信号进行分析后没有发现异常，则不改变现有的开关选择模块控制信号，并继续监测电压传感器A121和电压传感器B125传回来的信号，检测电池包6、蓄电池7在直流通路模块12中的供电是否正常，若在蓄电池7的电压信号异常，自动切换供电电源，使电池包6可以同时对电动转向模块B2和电动转向模块A3供电，实现故障自动应急切换电路，保证车辆可平稳运行至修理处，具有使用方便、使用效果好的优点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。