冗余转向驱动装置、方法、车辆及产品与流程

本技术涉及车辆控制，尤其涉及冗余转向驱动装置、方法、车辆及产品。

背景技术：

1、随着车辆技术的发展，线控技术逐渐被应用到车辆当中，包括线控转向技术、线控悬挂技术等。

2、在车辆的线控转向系统中，为了确保车辆安全，通常采用主备双冗余设计结构。具体来说，在主备双冗余设计结构当中包括主线控转向系统和备线控转向系统，两套线控转向系统是相互独立关系，当主线控转向系统中控制器或者执行电机出现故障后，则立即启用另一套备线控转向系统。以便确保线控转向系统能够稳定运行。

技术实现思路

1、本技术实施例提供冗余转向驱动装置、方法、车辆及产品，用以实现线控转向装置冗余驱动的方案。

2、第一方面，本技术实施例提供一种冗余转向驱动装置，包括：

3、至少三个电机模组，所述电机模组中含有控制分配模块和执行电机；其中，所述执行电机包括可被所述控制分配模块控制的伸缩部件；

4、当所述伸缩部件为伸出状态时，所述执行电机的第一驱动轮与用于驱动齿条的第二驱动轮啮合；

5、当所述伸缩部件为缩回状态时，所述执行电机的第一驱动轮与用于驱动齿条的第二驱动轮分离。

6、在实际应用中，可以通过多个电机模组同时对齿条进行驱动，当其中一个电机模组故障的时候，可以有其他电机模组提供用于驱动齿条的驱动力，从而使得转向系统能够稳定工作。在电机模组执行驱动任务的时候，控制分配模块控制伸缩部件调整为伸出状态，使得执行电机的第一驱动轮与用于驱动齿条的第二驱动轮啮合，从而执行电机能够驱动齿条移动。当某个电机模组不需要提供驱动力，或者无法提供驱动力的时候，控制分配模块则控制伸缩部件调整为缩回状态，使得执行电机的第一驱动轮与用于驱动齿条的第二驱动轮分离，从而能够避免该执行电机对第二驱动轮的正常转动产生阻碍作用，影响齿条驱动需求。

7、可选地，所述伸缩部件设置在所述执行电机的电机本体与所述第一驱动轮之间；或者，所述电机本体设置在所述伸缩部件上。

8、该伸缩部件可以是连接在电机本体与第一驱动轮之间，在进行伸缩状态调整的时候，电机本体位置不调整，只有第一驱动轮进行位置调整，从而使得第一驱动轮与第二驱动轮实现啮合或者分离。此外，可以是将电机本体安装在伸缩部件上，在进行伸缩状态调整的时候，电机本体会进行调整，第一驱动轮跟随电机本体移动，从而使得第一驱动轮与第二驱动轮实现啮合或者分离。这里所说的伸缩部件所起到的作用是控制执行电机与齿条之间的驱动关系，通过控制伸缩部件进行不同工作状态的调整。

9、可选地，当至少三个所述电机模组工作正常时，三个所述电机模组的所述伸缩部件分别为伸出状态，以使三个所述电机模组分别对应的所述第一驱动轮与所述第二驱动轮啮合。

10、在实际应用中，每个电机模组中的执行电机都是有驱动能力上限的，一般来说，驱动能力越强对应的电机本体的体积越大。因此，本方案中，通过设置多个电机模组共同为齿条提供驱动力，降低各个执行电机的驱动力需求，从而可以减小电机体积。此外，在本实施例中电机模组至少有三个，当其中任意一个电机模组发生故障的时候，还有另外两个电机模组能够正常工作，为齿条提供其所需的驱动力，能够有效避免或减轻电机模组故障对转向系统的影响。

11、可选地，当任一目标电机模组驱动力输出异常时，所述控制分配模组控制所述目标电机模组对应的所述伸缩部件调整为缩回状态，以使所述第一驱动轮与所述第二驱动轮分离。

12、在实际应用中，执行电机无法提供驱动力的情况下，若执行电机的第一驱动轮与第二驱动轮持续啮合，当其他可以正常工作的电机模组输出驱动力的时候，将驱动第二驱动轮转动。会导致与第二驱动轮啮合的目标电机模组跟随转动，目标电机模组会对第二驱动轮产生阻碍作用，也就是，目标电机模组会产生一个与第二驱动轮转动方向相反的力，可能会导致齿条的驱动力不足。因此，当发现某个电机模组(比如，执行电机故障)时，将控制伸缩部件调整为缩回状态，以使第一驱动轮与第二驱动轮分离，目标电机模组不会阻碍第二驱动轮和齿条的正常驱动。

13、可选地，至少三个所述执行电机沿着所述第二驱动轮的齿轮边沿均匀设置。

14、当执行电机均匀设置在第二驱动轮周围，以使第一驱动轮能够为第二驱动轮均匀提供驱动力。当然，当可用电机模组数量发生变化的时候，执行电机沿着第二驱动轮的齿轮边沿的布局方式也发生响应变化。

15、第二方面，本技术实施例提供一种冗余转向驱动方法，所述方法包括：

16、接收转向控制指令；

17、根据所述转向控制指令，向至少一个执行电机发送驱动信号；至少一个所述执行电机的伸缩部件为伸出状态，以使执行电机的第一驱动轮分别与第二驱动轮啮合；其中，所述第二驱动轮用于驱动齿条；

18、确定与所述第二驱动轮啮合成功的所述第一驱动轮的第一数量；

19、根据所述第一数量，确定所述执行电机对应的第一目标驱动力。

20、在实际应用中，可以通过多个电机模组同时对齿条进行驱动，当其中一个电机模组故障的时候，可以有其他电机模组提供用于驱动齿条的驱动力，从而使得转向系统能够稳定工作。在电机模组执行驱动任务的时候，控制分配模块控制伸缩部件调整为伸出状态，使得执行电机的第一驱动轮与用于驱动齿条的第二驱动轮啮合，从而执行电机能够驱动齿条移动。在执行驱动任务的时候，成功啮合的执行电机数量不同，对应的各个第一目标驱动力不同。一般来说，啮合的执行电机的第一数量越多，各个执行电机的第一目标驱动力越小，反之，啮合的执行电机的第一数量越少，各个执行电机的第一目标驱动力越大。根据伸出部件所能够提供的啮合的执行电机的第一数量的不同，确定对应的第一目标驱动力，从而可以更好地满足齿条驱动力需求。

21、可选地，还包括：判断任一目标电机模组是否发生故障；若发生故障，则控制所述执行电机中的伸缩部件处于缩回状态，以使所述第一驱动轮与所述第二驱动轮分离。

22、当某个电机模组不需要提供驱动力，或者无法提供驱动力的时候，控制分配模块则控制伸缩部件调整为缩回状态，使得执行电机的第一驱动轮与用于驱动齿条的第二驱动轮分离，从而能够避免该执行电机对第二驱动轮的正常转动产生阻碍作用，影响齿条驱动需求。

23、可选地，所述判断任一目标电机模组是否发生故障，包括：

24、在接收到转向控制指令后，若所述目标电机模组中的所述第一驱动轮未与所述第二驱动轮啮合，则确定所述目标电机模组故障；

25、若所述目标电机模组未输出所述目标驱动力，则确定所述目标电机模组故障。

26、这里所说的目标电机模组故障，是指目标电机模组无法为第二驱动轮提供其所需的驱动力。可能是因为执行电机故障，无法正常转动，也可能是第一驱动轮与第二驱动轮无法啮合导致无法为第二驱动轮提供驱动力。因此，可以通过对电机模组的驱动力输出情况，以及第一驱动轮与第二驱动轮的啮合情况进行检测，判断是否工作正常。

27、可选地，判断任一目标电机模组是否发生故障之后，还包括：若发生故障，确定与所述目标电机模组相邻的备用电机模组；控制所述备用电机模组中所述执行电机的所述伸缩部件调整为伸出状态，以使所述第一驱动轮与所述第二驱动轮啮合。

28、在实际应用中，可以配置有多个电机模组，其中一些电机模组正常执行驱动任务，还可以将其中一个或多个作为备用电机模组。这些备用电机模组平时是不参与驱动任务的，只有当其中某个电机模组出现故障的时候，备用电机模组替代故障的目标电机模组执行驱动任务。

29、在一可选方案中，备用电机模组的启用条件可以是当前可用电机模组无法满足齿条驱动需求的情况下启用备用电机模组。以便确保多个电机模组能满足齿条所需驱动力。

30、可选地，判断任一目标电机模组是否发生故障之后，还包括：

31、确定与所述第二驱动轮啮合成功的所述第一驱动轮的第二数量；

32、根据所述第二数量，确定所述执行电机对应的第二目标驱动力。

33、当某个目标电机模组发生故障之后，需要对电机模组进行调整(比如，目标电机模组中的第一驱动轮与第二驱动轮分离，或有备用电机模组参与驱动任务并将第一驱动轮与第二驱动轮啮合)。为了确保齿条驱动力稳定，需要根据第二数量重新计算各个执行电机对应的第二目标驱动力，以便能够满足齿条驱动力需求。

34、第三方面，本技术实施例提供一种车辆，包括：车身和电源；

35、所述车身上安装有存储器、处理器；

36、所述存储器，用于存储一条或多条计算机指令；

37、所述处理器用于执行所述一条或多条计算机指令以用于执行第一方面方法中的步骤。

38、第四方面，本技术实施例提供一种存储有计算机程序的计算机程序产品，计算机程序被执行时能够实现第一方面方法中的步骤。

39、本技术实施例提供的冗余转向驱动装置、方法、车辆及产品中，至少三个电机模组，所述电机模组中含有控制分配模块和执行电机；其中，所述执行电机包括伸缩部件；当所述伸缩部件为伸出状态时，所述执行电机的第一驱动轮与用于驱动齿条的第二驱动轮啮合；当所述伸缩部件为缩回状态时，所述执行电机的第一驱动轮与用于驱动齿条的第二驱动轮分离。通过上述方案，在执行驱动任务的时候，可以启用其中两个执行电机，通过第一驱动轮与用于驱动齿条的第二驱动轮啮合执行驱动任务。在没有执行驱动任务或者其中某个执行电机无法执行驱动任务的时候，第一驱动轮与第二驱动轮保持分离。该冗余转向驱动装置中，可以根据实际需求调整电机模组与第二驱动轮之间的啮合关系，通过冗余备份方式满足转向驱动装置安全可靠需求。