一种电动助力转向系统和车辆技术方案

本申请公开一种电动助力转向系统和车辆，涉及车辆技术领域，该系统包括：控制器、三相电机、主相线断路器、主驱动桥、备相线断路器和备驱动桥；主驱动桥的输入端用于与主电源连接；主相线断路器的输入端与主驱动桥的输出端连接，主相线断路器的输出端用于与三相电机的每一相的第一部分绕组连接；备驱动桥的输入端用于与备电源连接；备相线断路器的输入端用于与备驱动桥的输出端连接，备相线断路器的输出端与三相电机的每一相的第二部分绕组连接；第一部分绕组的接入比例大于或等于第二部分绕组的接入比例；控制器，用于在主控制回路故障时，控制主相线断路器断开、备相线断路器闭合。该系统能够在一个子EPS发生单点故障后，仍然能够提供100％助力。够提供100％助力。够提供100％助力。

【技术实现步骤摘要】
一种电动助力转向系统和车辆


[0001]本申请涉车辆
，特别是涉及一种电动助力转向系统和车辆。

技术介绍

[0002]目前电动助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)已广泛应用于汽车当中，转向电机作为EPS的核心部件，转向电机是否安全可靠直接决定了电动助力转向能否正常提供，随着整车高安全等级提高、自动驾驶的发展，转向电机的冗余设计必不可少。
[0003]当前对冗余电机的设计方法主要包括如下两种：
[0004]一种是较为简单的双电机控制，每个电机有一个独立的控制器和电源，相当于1套EPS包括2套子EPS，当一套子EPS发生单点失效时，立即切换到另一套子EPS，该方法虽能解决部分问题，但存在成本高、占用空间大、整车布置困难等缺陷。
[0005]另一种方法是采用多相电机(如6相等)及对应的冗余控制器，如图1所示，以6相(双三相)为例进行说明，当一个控制回路(如图1所示，含电源、传感器、控制芯片和驱动桥等。)中发生单点失效时，控制器关闭该回路的助力，此时该子EPS系统只能提供最大助力能力的50％助力，该设计存在明显的缺陷和不足，当一个控制回路在发生单点故障后EPS助力将会大幅降低，存在安全隐患。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种电动助力转向系统和车辆，在一个子EPS发生单点故障后，仍然能够提供100％助力。
[0007]本申请实施例公开了如下技术方案：
[0008]第一方面，本申请提供了一种电动助力转向系统，包括：控制器、三相电机、主相线断路器、主驱动桥、备相线断路器和备驱动桥；
[0009]所述主驱动桥的输入端用于与主电源连接；
[0010]所述主相线断路器的输入端用于与所述主驱动桥的输出端连接，所述主相线断路器的输出端用于与所述三相电机的每一相的第一部分绕组连接；
[0011]所述备驱动桥的输入端用于与备电源连接；
[0012]所述备相线断路器的输入端用于与所述备驱动桥的输出端连接，所述备相线断路器的输出端用于与所述三相电机的每一相的第二部分绕组连接；
[0013]其中，所述第一部分绕组的接入比例大于或等于所述第二部分绕组的接入比例；
[0014]所述控制器，用于在主控制回路故障时，控制所述主相线断路器断开、所述备相线断路器闭合。
[0015]可选的，所述控制器，用于在主控制回路未故障时，控制所述主相线断路器闭合、所述备相线断路器断开。
[0016]可选的，所述主相线断路器包括第一开关管、第二开关管和第三开关管；所述备相线断路器包括第四开关管、第五开关管和第六开关管；
[0017]所述第一开关管与所述三相电机的第一相的第一部分绕组连接，所述第二开关管与所述三相电机的第二相的第一部分绕组连接，所述第三开关管与所述三相电机的第三相的第一部分绕组连接；
[0018]所述第四开关管与所述三相电机的第一相的第二部分绕组连接，所述第五开关管与所述三相电机的第二相的第二部分绕组连接，所述第六开关管与所述三相电机的第三相的第二部分绕组连接；
[0019]所述控制器，具体用于在主控制回路故障时，控制所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管断开、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管闭合。
[0020]可选的，所述三相电机的每一相包括n个绕组，所述第一部分绕组的接入比例为1，所述第二部分绕组的接入比例为(n
‑
m)/n，其中，n、m为正整数。
[0021]可选的，(n
‑
m)/n大于或等于0.6。
[0022]可选的，n为4
‑
6中任一数值。
[0023]可选的，当n＝4时，m＝1；当n＝5时，m＝1或2，当n＝6时，m＝1或2。
[0024]可选的，包括有所述备相线断路器和所述备驱动桥的备控制回路的设计功率为所述系统需求功率的n/(n
‑
m)倍。
[0025]可选的，所述主控制回路故障包括以下至少一项故障：
[0026]主电源、主电源芯片、滤波电路、主芯片、主收发电路、第一主预驱芯片、第二主预驱芯片、主驱动桥、主相线断路器、主电机位置传感器、主扭矩传感器。
[0027]第二方面，本申请提供了一种车辆，包括如第一方面中任一项所述的电动助力转向系统。
[0028]由上述技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
[0029]本专利技术提供的一种电动助力转向系统，包括：控制器、三相电机、主相线断路器、主驱动桥、备相线断路器和备驱动桥；所述主驱动桥的输入端用于与主电源连接；所述主相线断路器的输入端用于与所述主驱动桥的输出端连接，所述主相线断路器的输出端用于与所述三相电机的每一相的第一部分绕组连接；所述备驱动桥的输入端用于与备电源连接；所述备相线断路器的输入端用于与所述备驱动桥的输出端连接，所述备相线断路器的输出端用于与所述三相电机的每一相的第二部分绕组连接；其中，所述第一部分绕组的接入比例大于或等于所述第二部分绕组的接入比例；所述控制器，用于在主控制回路故障时，控制所述主相线断路器断开、所述备相线断路器闭合。因此，在主控制回路(例如主子EPS系统)出现单点故障时，通过断开主相线断路器，将主控制回路从EPS系统中切除，由备控制回路提供转向的助力，由于第一部分绕组的接入比例大于或等于所述第二部分绕组的接入比例，所以备控制回路能够提供的助力大于或等于主控制回路提供的助力，因此即使出现单点故障，本申请提供的电动助力转向系统也能够提供100％助力。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0031]图1为现有技术中冗余EPS拓扑的示意图；
[0032]图2为本申请提供的一种EPS拓扑的示意图；
[0033]图3为本申请提供的一种驱动电路的示意图；
[0034]图4为本申请提供的再一种驱动电路的示意图；
[0035]图5为本申请提供的又一种驱动电路的示意图。
具体实施方式
[0036]目前，EPS电机、特别是三相EPS电机或无刷直流电机，虽然理论研究认为绕组绝缘故障有一定的比例，但是绕组故障没有出现在售后问题清单中。现在EPS电机的制造工艺和自动化设备，弥补了绕组故障这个理论研究上的缺陷。故将绕组列在潜在的失效点，是一种过设计和浪费。
[0037]基于此，本申请实施例提供了一种电动助力转向系统，以EPS电机不发生故障为前提，如EPS电机的绕组不发生故障。参见图2，该图为本申请实施例提供的一种电动助力转向系统的示意图。该电动助力转向系统包括：控制器(未示出)、三相电机、主相线断路器、主驱动桥、备相线断路器和备驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动助力转向系统，其特征在于，包括：控制器、三相电机、主相线断路器、主驱动桥、备相线断路器和备驱动桥；所述主驱动桥的输入端用于与主电源连接；所述主相线断路器的输入端用于与所述主驱动桥的输出端连接，所述主相线断路器的输出端用于与所述三相电机的每一相的第一部分绕组连接；所述备驱动桥的输入端用于与备电源连接；所述备相线断路器的输入端用于与所述备驱动桥的输出端连接，所述备相线断路器的输出端用于与所述三相电机的每一相的第二部分绕组连接；其中，所述第一部分绕组的接入比例大于或等于所述第二部分绕组的接入比例；所述控制器，用于在主控制回路故障时，控制所述主相线断路器断开、所述备相线断路器闭合。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器，用于在主控制回路未故障时，控制所述主相线断路器闭合、所述备相线断路器断开。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述主相线断路器包括第一开关管、第二开关管和第三开关管；所述备相线断路器包括第四开关管、第五开关管和第六开关管；所述第一开关管与所述三相电机的第一相的第一部分绕组连接，所述第二开关管与所述三相电机的第二相的第一部分绕组连接，所述第三开关管与所述三相电机的第三相的第一部分绕组连接；所述第四开关管与所述三相电机的第一相的第二部分绕组连接，所述第五开关管与所述三相电机的第二相的第二部分绕组连接，所述第六开关管与所述三相电机的第三相的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑虎，顾頔，丰烨，刘飞，张成宝，薛冰，潘丽美，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：