铰接式车辆线控转向系统及方法、计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及汽车底盘技术领域，特别是涉及一种铰接式车辆线控转向系统及方法、计算机可读存储介质。


背景技术：

2.l4级自动驾驶必须具备电子冗余，不能单纯依靠机械冗余，否则要求驾驶员在短时间内接管车辆就会陷入责任划分的泥潭。
3.现有博世用线控转向系统采用电机冗余、控制器冗余和传感器冗余来防止转向系统失效。英菲尼迪采用离合器式机械转向管柱、控制器冗余和传感器冗余来防止转向系统失效。
4.但是，现有技术中的整套线控转向系统的成本偏高，且由于铰接式车辆采用的是转向油缸执行转向功能，无法在铰接式车辆车上大规模应用。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于，提供一种铰接式车辆线控转向系统及方法，实现线控转向系统的全冗余。
6.根据本发明的第一方面，提供了一种铰接式车辆线控转向系统，包括：
7.第一电子转向控制单元，第二电子转向控制单元，信号源单元，转向油缸总成，多个液压管路及其上的电子控制阀总成，电子转向油泵总成，以及转向油壶总成；
8.所述信号源单元与所述第一电子转向控制单元和所述第二电子转向控制单元相连接，以提供转向指令；
9.所述第一电子转向控制单元和所述第二电子转向控制单元皆与所述电子转向油泵总成相连接，并依据所述转向指令使得所述电子转向油泵总成工作，所述电子转向油泵总成连接至所述电子控制阀总成，使得所述电子控制阀总成控制各液压管路的接通或断开，所述转向油缸总成分别与各液压管路和所述转向油壶总成相连接，以进行转向动作。
10.可选的，所述转向油缸总成包括第一转向油缸总成和第二转向油缸总成。
11.可选的，所述信号源单元包括检测单元和vcu。
12.可选的，所述检测单元包括制动踏板位置传感器、液压管路压力传感器、车速传感器、轮速传感器、蓄能器压力传感器、方向盘转角传感器、扭矩传感器、横摆角速度传感器中的至少一种。
13.可选的，还包括蓄能器总成，用于在所述电子转向油泵总成失效时替代所述电子转向油泵总成，以维持工作正常运转。
14.可选的，所述电子转向油泵总成与一部分所述液压管路连接，所述蓄能器总成与另一部分所述液压管路连接。
15.可选的，还包括备用电源，用于在车用主蓄电池失效时，维持工作正常运转。
16.根据本发明的第二方面，提供一种铰接式车辆线控转向方法，根据第一方面所述
的铰接式车辆线控转向系统进行工作，包括：
17.当所述第一电子转向控制单元和所述第二电子转向控制单元均正常工作时，所述第一电子转向控制单元和所述第二电子转向控制单元皆接收所述信号源单元发送的转向指令，并计算转向油缸总成的行程，之后发送控制指令至所述液压管路上的电子控制阀总成，控制各液压管路的通断，当转向油缸总成达到设定转角时，所述电子控制阀总成切断油路，执行车辆转向功能。
18.可选的，当所述第一转向油缸总成和第二转向油缸总成中的一者失效时，由另一者执行转向功能。
19.根据本发明的第三方面，提供一种铰接式车辆线控转向方法，根据第一方面所述的铰接式车辆线控转向系统进行工作，包括：
20.当所述第一电子转向控制单元失效时，由所述第二电子转向控制单元接收所述信号源单元发送的转向指令，并计算转向油缸总成的行程，之后发送控制指令至所述液压管路上的电子控制阀总成，控制各液压管路的通断，当转向油缸总成达到设定转角时，所述电子控制阀总成切断油路，执行车辆转向功能。
21.可选的，当所述第一转向油缸总成和第二转向油缸总成中的一者失效时，由另一者执行转向功能。
22.根据本发明的第四方面，提供一种铰接式车辆线控转向方法，根据第一方面所述的铰接式车辆线控转向系统进行工作，包括：
23.当所述第二电子转向控制单元失效时，由所述第一电子转向控制单元接收所述信号源单元发送的转向指令，并计算转向油缸总成的行程，之后发送控制指令至所述液压管路上的电子控制阀总成，控制各液压管路的通断，当转向油缸总成达到设定转角时，所述电子控制阀总成切断油路，执行车辆转向功能。
24.可选的，当所述第一转向油缸总成和第二转向油缸总成中的一者失效时，由另一者执行转向功能。
25.根据本发明的第五方面，提供一种铰接式车辆线控转向方法，根据第一方面所述的铰接式车辆线控转向系统进行工作，包括：
26.当所述电子转向油泵总成失效时，由所述蓄能器提供转向所需的能源，所述第一电子转向控制单元和/或所述第二电子转向控制单元接收所述信号源单元发送的转向指令，并计算转向油缸总成的行程，之后发送控制指令至所述液压管路上的电子控制阀总成，控制各液压管路的通断，当转向油缸总成达到设定转角时，所述电子控制阀总成切断油路，执行车辆转向功能。
27.可选的，当所述第一转向油缸总成和第二转向油缸总成中的一者失效时，由另一者执行转向功能。
28.根据本发明的第六方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行如第二方面、第三方面、第四方面和/或第五方面所述的铰接式车辆线控转向方法。
29.与现有技术相比，本发明提供的铰接式车辆线控转向系统及方法中，通过设置第一电子转向控制单元和第二电子转向控制单元，既可以实现双控制器冗余式线控转向，又能够实现前第二电子转向控制单元互为冗余的线控转向，由此，实现了线控转向系统的全
冗余，能够大大提高安全性。
30.另外，本发明还提供了蓄能器式冗余能源的线控转向系统，以进一步提高安全性和可靠性。
附图说明
31.图1为本发明实施例中铰接式车辆线控转向系统的结构示意图；
32.图2为本发明实施例中铰接式车辆线控转向方法的示意。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.请参考图1所示，本发明一个实施例中，提供一种铰接式车辆线控转向系统，包括：
37.第一电子转向控制单元20，第二电子转向控制单元40，信号源单元，转向油缸总成，多个液压管路及其上的电子控制阀总成，电子转向油泵总成33，以及转向油壶总成34；
38.所述信号源单元与所述第一电子转向控制单元20和所述第二电子转向控制单元40相连接，以提供转向指令；
39.所述第一电子转向控制单元20和所述第二电子转向控制单元40皆与所述电子转向油泵总成33相连接，并依据所述转向指令使得所述电子转向油泵总成33工作，所述电子转向油泵总成33连接至所述电子控制阀总成，使得所述电子控制阀总成控制各液压管路的接通或断开，所述转向油缸总成分别与各液压管路和所述转向油壶总成34相连接，以进行转向动作。
40.通过所述第一电子转向控制单元20和所述第二电子转向控制单元40的设置，本发明可以实现控制冗余，在l4级上的铰接式车辆上可以得到广泛应用。
41.作为示例，可以是扫地车、运输车等。
42.在本发明中，所述第一电子转向控制单元20和所述第二电子转向控制单元40能够单独工作，亦可同时工作。
43.在一个实施例中，所述信号源单元包括检测单元和vcu(整车控制器)。即可以是根据检测单元获得的车辆行驶信息(如转向盘的信息)而下发转向指令，也可以是根据vcu中自动驾驶控制单元发出的转向请求。
44.作为示例，所述检测单元包括蓄能器压力传感器221、222，制动踏板位置传感器231、232，车速传感器241、242，方向盘转角传感器251、252，扭矩传感器261、262，轮速传感器(如左前轮速传感器501、右前轮速传感器502、左后轮速传感器503和右后轮速传感器504)、横摆角速度传感器271，272中的至少一种。
45.所述电子控制阀总成例如包括电磁阀301、302，所述电磁阀301、302处于常闭状态，当接收到电子转向油泵总成33的信号后，可以打开。
46.每个所述电磁阀301、302控制各液压管路的接通或断开。
47.另外，所述转向油缸总成包括第一转向油缸总成31和第二转向油缸总成32，二者能够单独工作，亦可同时工作。
48.如图1中，所述电子转向油泵总成33通过所述电磁阀301连接至所述第一转向油缸总成31，所述电子转向油泵总成33通过所述电磁阀302连接至所述第二转向油缸总成32，以分别实现控制。
49.进一步的，当第一转向油缸总成31失效时，由第二转向油缸总成32执行转向功能；反之，当第二转向油缸总成32失效时，由第一转向油缸总成31执行转向功能。
50.进一步的，本发明实施例中，还包括蓄能器总成35，所述蓄能器总成35用于在所述电子转向油泵总成33失效时替代所述电子转向油泵总成33，以维持工作正常运转。
51.具体的，所述蓄能器总成35可以通过单向阀38连接至所述电子转向油泵总成33，当所述电子转向油泵总成33失效时，所述单向阀38打开，从而所述蓄能器总成35启动。
52.为了实现所述蓄能器总成35的工作，所述电子转向油泵总成33与一部分所述液压管路连接，所述蓄能器总成35与另一部分所述液压管路连接。相应的，如图1中，所述电子控制阀总成例如还包括电磁阀303、304，所述电磁阀303、304处于常闭状态，当接收到蓄能器总成35的信号后，可以打开。
53.每个所述电磁阀303、304控制各液压管路的接通或断开。
54.所述蓄能器总成35通过所述电磁阀303连接至所述第一转向油缸总成31，所述蓄能器总成35通过所述电磁阀304连接至所述第二转向油缸总成32，以分别实现控制。
55.通过配置所述蓄能器总成35，可以规避所述电子转向油泵总成33失效的风险，提高可靠性。
56.进一步的，还包括备用电源，用于在车用主蓄电池失效时，维持工作正常运转。
57.通过配置备用电源，能够使得本发明的系统的可靠性得到进一步提升。
58.本发明的另一个实施例中，还提供一种铰接式车辆线控转向方法，请参考图1和图2所示：
59.当所述第一电子转向控制单元20和所述第二电子转向控制单元40均正常工作时，所述第一电子转向控制单元20和所述第二电子转向控制单元40皆接收所述信号源单元发
送的转向指令，并计算转向油缸总成的行程，之后发送控制指令至所述液压管路上的电子控制阀总成，控制各液压管路的通断，即包括通过链路sa、sb、sc，当转向油缸总成达到设定转角时，所述电子控制阀总成切断油路，执行车辆转向功能，即涉及链路se。
60.在本发明实施例中，可以通过设定两个转向指令的优先级来解决，譬如设定所述第一电子转向控制单元20所发指令优先级高于所述第二电子转向控制单元40所发指令。
61.其中，可以是分别计算所述第一转向油缸总成31和所述第二转向油缸总成32各自的行程，以实现精确的转向控制。
62.另外，当所述第一转向油缸总成31和所述第二转向油缸总成32中的一者失效时，由另一者执行转向功能。
63.在本实施例的方法中，实现的是所述第一电子转向控制单元20和所述第二电子转向控制单元40的双控制器冗余式转向。
64.在本发明的另一个实施例中，还提供一种铰接式车辆线控转向方法，请参考图1和图2所示：
65.当所述第一电子转向控制单元20失效时，由所述第二电子转向控制单元40接收所述信号源单元发送的转向指令，并计算转向油缸总成的行程，之后发送控制指令至所述液压管路上的电子控制阀总成，控制各液压管路的通断，即链路sa不通，采用链路sb、sc，当转向油缸总成达到设定转角时，所述电子控制阀总成切断油路，执行车辆转向功能，即涉及链路se。
66.其中，可以是分别计算所述第一转向油缸总成31和所述第二转向油缸总成32各自的行程，以实现精确的转向控制。
67.另外，当所述第一转向油缸总成31和所述第二转向油缸总成32中的一者失效时，由另一者执行转向功能。
68.在本实施例的方法中，实现的是所述第二电子转向控制单元40的单控制器冗余式转向。
69.在本发明的另一个实施例中，还提供一种铰接式车辆线控转向方法，请参考图1和图2所示：
70.当所述第二电子转向控制单元40失效时，由所述第一电子转向控制单元20接收所述信号源单元发送的转向指令，并计算转向油缸总成的行程，之后发送控制指令至所述液压管路上的电子控制阀总成，控制各液压管路的通断，即链路sb不通，采用链路sa、sc，当转向油缸总成达到设定转角时，所述电子控制阀总成切断油路，执行车辆转向功能，即涉及链路se。
71.其中，可以是分别计算所述第一转向油缸总成31和所述第二转向油缸总成32各自的行程，以实现精确的转向控制。
72.另外，当所述第一转向油缸总成31和所述第二转向油缸总成32中的一者失效时，由另一者执行转向功能。
73.在本实施例的方法中，实现的是所述第一电子转向控制单元20的单控制器冗余式转向。
74.在本发明的另一个实施例中，还提供一种铰接式车辆线控转向方法，请参考图1和图2所示：
75.当所述电子转向油泵总成33失效时，由所述蓄能器35提供转向所需的能源，所述第一电子转向控制单元和/或所述第二电子转向控制单元接收所述信号源单元发送的转向指令，并计算转向油缸总成的行程，之后发送控制指令至所述液压管路上的电子控制阀总成，控制各液压管路的通断，即链路sc不通，链路sa和/或sb经过链路sd，当转向油缸总成达到设定转角时，所述电子控制阀总成切断油路，执行车辆转向功能，即涉及链路sf。其中，链路sf的虚线对应在图1中的虚线，代表所述液压管路中的另一部分。
76.其中，可以是分别计算所述第一转向油缸总成31和所述第二转向油缸总成32各自的行程，以实现精确的转向控制。
77.另外，当所述第一转向油缸总成31和所述第二转向油缸总成32中的一者失效时，由另一者执行转向功能。
78.在本实施例的方法中，实现的是蓄能器式冗余能源的转向。
79.本发明的另一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行如上所述的铰接式车辆线控转向方法。
80.计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于，相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
81.以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，以及，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。