双转子电机线控转向系统及其失效防护装置和控制方法与流程

技术特征：

1.一种双转子电机线控转向系统及其失效防护装置，其特征在于，包括：

转向轴；

同轴式双转子电机，其包括：

第一转子，其连接所述转向轴；

第二转子，其一端与所述第一转子同轴排列并可旋转的支撑在所述第一转子上；

同步轴套，其套设在所述第一转子和第二转子的接合处，能够沿着所述转子的轴向移动，当同步轴套处于第一位置时，所述第一转子和第二转子同步转动；当处于第二位置时，所述第一转子和第二转子相对独立转动；以及

转向器，其接收所述第二转子的另一端输出的转矩，用于执行转向动作；

ECU，其电联接连接同轴式双转子电机和同步轴套；

其中，第一模式，同步轴套在所述第二位置，第一转子转动并输出路感反馈阻力转矩，第二转子转动并输出转向转矩；

第二模式时，所述同轴式双转子电机故障，同步轴套在所述第一位置，转向轴施加的转矩通过同步转动的第一转子和第二转子驱动转向器进行转向；

第三模式时，所述第一转子或第二转子故障，同步轴套在所述第一位置，ECU控制同步转动的第一转子或第二转子输出助力转矩，助力转矩与转向轴施加的转矩相耦合从而驱动转向器进行转向。

2.如权利要求1所述的双转子电机线控转向系统及其失效防护装置，其特征在于，所述同步轴套为内齿圈，所述第一转子和第二转子的接合处分别开设与所述内齿圈啮合的外齿。

3.如权利要求2所述的双转子电机线控转向系统及其失效防护装置，其特征在于：

所述内齿圈上均布多个第一轴向通槽，所述第一轴向通槽的端面上开设第一梯形定位槽和第二梯形定位槽；

所述第一转子的外齿上均布与所述第一轴向通槽数量相同的第二轴向通槽，所述第二轴向通槽的端面上开设圆柱孔，所述圆柱孔的内端面上开设小圆柱孔，所述小圆柱孔内布设弹簧；以及

滑块，包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端伸入所述圆柱孔并抵靠在所述弹簧上，所述第二连接端伸出所述圆柱孔并能够沿第一轴向通槽移动至卡和第一梯形定位槽或第二梯形定位槽；

当同步轴套沿轴向位移至第二位置，第二连接端滑入所述第一梯形定位槽，弹簧恢复形变，滑块卡合在第一梯形定位槽和圆柱孔之间，同步轴套锁定；

当同步轴套沿轴向位移至第一位置，第二连接端滑入所述第二梯形定位槽，弹簧恢复形变，滑块卡合在第二梯形定位槽和圆柱孔之间，同步轴套锁定。

4.如权利要求3所述的双转子电机线控转向系统及其失效防护装置，其特征在于，所述滑块第二连接端为半球形，其滑入并卡合所述第一梯形定位槽或第二梯形定位槽，第一梯形定位槽和第二梯形定位槽的槽内倾斜角θ为：

其中，μ为滑块与梯形定位槽接触斜面的摩擦因数；F_弹max为弹簧压缩量最大时的弹簧力；F为电磁线圈通电时作用在单个滑块上的电磁力；F_弹min为弹簧压缩量最小时的弹簧力；a为惯性力因子；G为同步轴套所受重力。

5.如权利要求1-4中任一项所述的双转子电机线控转向系统及其失效防护装置，其特征在于，所述双转子电机还包括：

第一外壳，其内容纳空间用于布设所述第一转子；

第一定子励磁绕组，其固定在所述第一外壳的内表面上，用于通电时产生磁场；

第一转子永磁体，其固定在所述第一转子上并与所述第一定子励磁绕组的位置相对应，用于在磁场下驱动所述第一转子转动；

第二外壳，其一端固定连接所述第一外壳的一端，用于布设所述第二转子；

第二定子励磁绕组，其固定在所述第二外壳的内表面上，用于通电时产生磁场；

第二转子永磁体，其固定在所述第二转子上并与所述第二定子励磁绕组的位置相对应，用于在磁场下驱动所述第二转子转动。

6.如权利要求5所述的双转子电机线控转向系统及其失效防护装置，其特征在于，所述同轴式双转子电机还包括：

第一轴肩，其固定在第一转子上，用于限定同步轴套位移至第二位置；

第二轴肩，其固定在第二转子上，用于限定同步轴套位移至第一位置；

第一磁轭，其固定在所述第一外壳内并靠近第一轴肩；

第二磁轭，其固定在所述第二外壳内并靠近第二轴肩；

第一定子电磁线圈，其固定在所述第一磁轭内，用于通电产生吸引同步轴套位移的电磁吸引力；

第二定子电磁线圈，其固定在所述第二磁轭内，用于通电产生吸引同步轴套位移的电磁吸引力；

当第一定子电磁线圈通电，其吸引同步轴套脱离接合处并位移至贴合第一轴肩，所述第一转子和第二转子独立转动；

当第二定子电磁线圈通电，其吸引同步轴套位移至贴合第二轴肩并套设在接合处，第一转子和第二转子同步转动。

7.如权利要求6所述的双转子电机线控转向系统及其失效防护装置，其特征在于，所述ECU通过4条线路连接所述同轴式双转子电机，其中，

第一线路为第一定子励磁绕组供电线路，用于控制第一定子励磁绕组的电流；

第二线路为第一定子电磁线圈的供电线路，用于控制第一定子电磁线圈通电和断电；

第三线路为第二定子电磁线圈的供电线路，用于控制第二定子电磁线圈通电和断电；

第四线路为第二定子励磁绕组的供电线路，用于控制第二定子励磁绕组的电流；

其中，所述第三线路中安装电容器，当第三线路通电，其上电容器储能，第二定子电磁线圈断电；当第三线路断电，电容器放电，所述第二定子电磁线圈通电，第一转子和第二转子同步转动。

8.如权利要求7所述的双转子电机线控转向系统及其失效防护装置，其特征在于，还包括：

第一万向节，其连接在所述转向轴和第一转子输入端之间；

转向器转向轴，其输出端连接所述转向器；

第二万向节，其输入端连接所述第二转子的输出端，其输出端连接转向器转向轴的输入端；

转角传感器，其分别安装在转向轴和转向器转向轴上，用于监测转向盘和转向器的转角；

转矩传感器，其分别安装在转向轴和转向器转向轴上，用于监测转向盘和转向器的转距；

车速传感器，用于监测车速；

其中，所述ECU连接转角传感器、转矩传感器和车速传感器并接收转角、转矩和车速信号。

9.一种双转子电机线控转向系统的控制方法，其控制权利要求1-8中任一项所述的双转子电机线控转向系统进行转向，其特征在于，包括：

ECU读取同轴式双转子电机的整机自检信号、第一转子的第一自检信号和第二转子的第二自检信号；

当整机自检信号异常时，ECU执行所述第二模式；

当第一自检信号或第二自检信号异常时，ECU执行所述第三模式；

否则，ECU执行所述第一模式。

10.如权利要求9所述的双转子电机线控转向系统的控制方法，其特征在于，所述第一模式包括：

第三线路通电，第二线路断电；同步轴套处于第二位置，所述第一转子和第二转子独立转动；

第一线路和第四线路通电，第一转子输出路感反馈阻力转矩，第二转子输出转向转矩。