无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统及控制方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910990907.X (22)申请日 2019.10.17 (71)申请人 北京易控智驾科技有限公司 地址 100083 北京市海淀区中关村东路8号 东升大厦AB座七层720单元 (72)发明人 朱早贝张磊吕金桐 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 马莉 (51)Int.Cl. B62D 5/30(2006.01) B62D 5/06(2006.01) B62D 5/20(2006.01) B62D 5/22(2006.01) B62。

2、D 7/20(2006.01) (54)发明名称 无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系 统及控制方法 (57)摘要 本公开提供了一种无人驾驶商用车循环球 式转向安全允余系统， 包括： 无人驾驶控制器； EPS控制器， 电气连接至所述无人驾驶控制器； 第 一油泵装置， 连接至储油罐， 包括第一驱动装置 其相连的第一油泵； 第二油泵装置， 连接至储油 罐， 包括第二驱动装置及其相连的第二油泵； 二 位三通电控电磁阀， 电气连接至所述EPS控制器； 电机转向装置， 包括第一电机转向装置与第二电 机转向装置， 分别电气连接至EPS控制器及无人 驾驶控制器， 提供转向力矩； 动力执行机构， 包括 循环球。

3、转向器及执行机构。 通过从液压动力源、 转向力矩输出、 转向控制器三个方面增加安全允 余度， 为无人驾驶商用车辆的转向安全提供了有 力的保障。 权利要求书3页 说明书11页 附图11页 CN 110654456 A 2020.01.07 CN 110654456 A 1.一种无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统， 其特征在于， 包括： 无人驾驶控制器， 用于产生控制车辆进行无人驾驶的控制信号； EPS控制器(2)， 电气连接至所述无人驾驶控制器， 用于根据所述控制信号控制电机转 向装置输出转向力矩； 第一油泵装置， 连接至储油罐(5)， 包括第一驱动装置及其相连的第一油泵(302)， 其 中。

4、， 第一驱动装置为发动机(301)或油泵电机； 第二油泵装置， 连接至储油罐(5)， 包括第二驱动装置及其相连的第二油泵(402)， 其 中， 第二驱动装置为油泵电机； 二位三通电控电磁阀(11)， 电气连接至所述EPS控制器(2)， 所述第一油泵(302)及第二 油泵(402)分别通过所述第一单向阀(9)和第二单向阀(10)连接至所述二位三通电控电磁 阀(11)的输入； 电机转向装置， 包括第一电机转向装置(18)与第二电机转向装置(17)， 其中， 第一电机 转向装置(18)电气连接至所述EPS控制器(2)， 第二电机转向装置(17)电气连接至所述无人 驾驶控制器， 第一电机转向装置(18。

5、)与第二电机转向装置(17)的输出力矩能够与液压机构 输出耦合， 提供转向力矩； 动力执行机构， 包括循环球转向器及执行机构， 所述循环球转向器包括主循环球转向 器(13)及副循环球转向器(14)， 其中， 所述主循环球转向器(13)的输入轴连接电机转向装 置的输出， 所述主循环球转向器(13)与副循环球转向器(14)之间通过油路连接， 且分别连 接至所述执行机构。 2.根据权利要求1所述的无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统， 其特征在于， 还 包括： 三通阀(6)， 所述三通阀(6)的入口连接储油罐(5)， 两个出口分别连接第一油泵(302) 及第二油泵(402)。 3.根据权利要求1所。

6、述的无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统， 其特征在于， 还 包括： 第一流量传感器(7)， 连接于所述第一油泵(302)与所述第一单向阀(9)之间； 第二流量传感器(8)， 连接于所述第二油泵(402)与所述第二单向阀(10)之间。 4.根据权利要求1所述的无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统， 其特征在于， 还 包括： 转向连杆(19)， 所述转向连杆(19)的第一端与方向盘(15)连接， 第二端连接主循环球 转向器(13)的输入轴， 所述第一电机转向装置(18)与第二电机转向装置(17)串联安装于所 述转向连杆(19)上； 转向拉杆(21)， 分别连接于主循环球转向器(13)、 副循。

7、环球转向器(14)与车轮(16)之 间。 5.根据权利要求4所述的无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统， 其特征在于， 所 述第一电机转向装置(18)包括： 第一扭矩电机(1801)， 安装于所述转向连杆(19)上， 与所述EPS控制器(2)连接， 其额定 输出扭矩能够实现车辆转向； 所述第二电机转向装置(17)包括： 权利要求书 1/3 页 2 CN 110654456 A 2 第二扭矩电机(1701)， 安装于所述转向连杆(19)上， 与所述无人驾驶控制器连接， 其额 定输出扭矩能够实现车辆转向。 6.根据权利要求4所述的无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统， 其特征在于， 所 述无人。

8、驾驶商用车循环球式转向安全允余系统还包括： 扭矩传感器(22)及转角传感器(23)， 安装于所述转向连杆(19)上， 用于检测转向连杆 (19)的扭矩及转角。 7.一种无人驾驶商用车转向安全允余系统， 其特征在于， 包括： 无人驾驶控制器， 用于产生控制车辆进行无人驾驶的控制信号； EPS控制器(2)， 电气连接至所述无人驾驶控制器， 用于根据所述控制信号控制电机转 向装置输出转向力矩； 电机转向装置， 包括第一电机转向装置(18)、 第二电机转向装置(17)及第三电机转向 装置(24)， 其中， 第一电机转向装置(18)及第三电机转向装置(24)电气连接至所述EPS控制 器(2)， 第二电机。

9、转向装置(17)电气连接至所述无人驾驶控制器， 用于提供转向力矩； 动力执行机构， 包括第一齿轮齿条转向器(25)、 第二齿轮齿条转向器(26)及执行机构， 其中， 所述第一电机转向装置(18)及第二电机转向装置(17)的输出通过第一齿轮齿条转向 器(25)连接至所述执行机构， 所述第三电机转向装置(24)的输出通过第二齿轮齿条转向器 (26)连接至所述执行机构。 8.一种如权利要求1-6任一项所述的无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统的控 制方法， 其特征在于， 包括： S100， 启动无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统； S200， 判断EPS控制器、 VCU、 第一油泵装置、 第二。

10、油泵装置及二维三通电磁阀的状态； 若 存在故障则根据不同的故障状态选择对应的控制策略； S300， 根据所述控制策略控制车辆转向。 9.根据权利要求8所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤S200包括： 若第一油泵装置故障， EPS控制器、 VCU、 第二油泵装置及二位三通电磁阀正常， 则提供 液压动力源允余选择， 由第二油泵装置启动给转向系统提供液压， 输出扭矩。 10.根据权利要求9所述的控制方法， 其特征在于， 所述提供液压动力源允余选择包括： 平台或者规划层发送车辆的预期轨迹路径； 无人驾驶控制器通过所述车辆的预期轨迹路径计算获得当前车辆的转角和需要的转 向速度， 并通过VCU发送给。

11、EPS控制器； 同时， 无人驾驶控制器控制启动第二油泵装置； EPS控制器控制第一转向电机装置输出转向力矩， 液压油流入循环球中产生液压转向 力矩， 与电机扭矩耦合后输出推动转向拉杆实现车轮转向。 11.根据权利要求8所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤S200还包括： 若第一油泵装置、 第二油泵装置均故障， 或二位三通电磁阀故障， EPS控制器、 VCU正常， 则提供转向力矩输出允余选择， 通过第二电机转向装置输出转向力矩。 12.根据权利要求11所述的控制方法， 其特征在于， 所述提供转向力矩输出允余选择包 括： 平台或者规划层发送车辆的预期轨迹路径； ADCU控制器通过所述车辆的预期。

12、轨迹路径计算获得当前车辆的转角和需要的转向速 权利要求书 2/3 页 3 CN 110654456 A 3 度， 并通过VCU发送给EPS控制器； EPS控制器控制第一转向电机装置输出主转向力矩， 同时， ADCU控制第二转向电机装置 输出助力转向力矩， 主转向力矩与助力转向力矩耦合后输出至循环球转向器输入轴， 循环 球转向器推动转向拉杆实现车轮转向。 13.根据权利要求8所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤S200还包括： 若EPS控制器或VCU故障， 则无人驾驶控制器直接启动并且控制第二电机转向装置， 输 出转向力矩。 14.根据权利要求13所述的控制方法， 其特征在于， 所述方法包括。

13、： 平台或者规划层发送车辆的预期轨迹路径； 无人驾驶控制器通过所述车辆的预期轨迹路径计算获得当前车辆的转角和需要的转 向速度； 判断EPS控制器或VCU是否掉线或失效， 若两者中任一个掉线或失效， 则无人驾驶控制 器启动并控制第二电机转向装置， 输出转向力矩至循环球转向器， 实现车辆转向； 若两者均 未掉线或失效， 则转至下一步； 无人驾驶控制器将所述当前车辆的转角和需要的转向速度通过VCU发送给EPS控制器； EPS控制器控制第一电机转向装置输出转向力矩至循环球转向器输入轴， 实现车辆的转向。 15.一种商用车， 包括如权利要求1-6任一项所述的无人驾驶商用车循环球式转向安全 允余系统或权利。

14、要求7所述的无人驾驶商用车转向安全允余系统。 权利要求书 3/3 页 4 CN 110654456 A 4 无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统及控制方法 技术领域 0001 本公开涉及无人驾驶领域， 尤其涉及一种无人驾驶商用车循环球式转向安全允余 系统及控制方法。 背景技术 0002 无人驾驶技术的关注核心之一为安全性能， 对于无人驾驶商用车而言， 其转向系 统关系到车辆的横向控制的安全性能， 属于核心安全子系统之一。 目前商用车转向系统一 般采用电控液压的方式， 通过电控单元控制液压系统从而操作各个转向执行机构实现车辆 的转向， 其主要由传感器、 电磁控制阀、 电控单元和液压油缸， 液压。

15、油泵等组成， 集成的系统 统称为EHPS(Electronic Hydrostatic Power Steering)。 0003 随着无人驾驶技术的发展， 商用车的无人驾驶也越来越被普遍认可是无人驾驶技 术最先落地的场景， 对于需要实现ASIL(Automotive Safety Integration Level)D安全等 级(分为A、 B、 C、 D等级， D等级为最高等级)的L4级无人驾驶商用车而言， 其转向系统的安全 允余是必须要进行深入考虑和设计的任务。 发明内容 0004 (一)要解决的技术问题 0005 本公开提供了一种无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统及控制方法， 以至 。

16、少部分解决以上所提出的技术问题。 0006 (二)技术方案 0007 根据本公开的一个方面， 提供了一种无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系 统， 包括： 0008 无人驾驶控制器， 用于产生控制车辆进行无人驾驶的控制信号； 0009 EPS控制器， 电气连接至所述无人驾驶控制器， 用于根据所述控制信号控制电机转 向装置输出转向力矩； 0010 第一油泵装置， 连接至储油罐， 包括第一驱动装置及其相连的第一油泵， 其中， 第 一驱动装置为发动机或油泵电机； 0011 第二油泵装置， 连接至储油罐， 包括第二驱动装置及其相连的第二油泵， 其中， 第 二驱动装置为油泵电机； 0012 二位三通电控。

17、电磁阀， 电气连接至所述EPS控制器， 所述第一油泵及第二油泵分别 通过所述第一单向阀和第二单向阀连接至所述二位三通电控电磁阀的输入； 0013 电机转向装置， 包括第一电机转向装置与第二电机转向装置， 其中， 第一电机转向 装置电气连接至所述EPS控制器， 第二电机转向装置电气连接至所述无人驾驶控制器， 第一 电机转向装置与第二电机转向装置的输出力矩能够与液压机构输出耦合， 提供转向力矩； 0014 动力执行机构， 包括循环球转向器及执行机构， 所述循环球转向器包括主循环球 转向器及副循环球转向器， 其中， 所述主循环球转向器的输入轴连接电机转向装置的输出， 说明书 1/11 页 5 CN 。

18、110654456 A 5 所述主循环球转向器与副循环球转向器之间通过油路连接， 且分别连接至所述执行机构。 0015 在一些实施例中， 所述的无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统， 还包括： 0016 三通阀， 所述三通阀的入口连接储油罐， 两个出口分别连接第一油泵及第二油泵。 0017 在一些实施例中， 所述的无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统， 还包括： 0018 第一流量传感器， 连接于所述第一油泵与所述第一单向阀之间； 0019 第二流量传感器， 连接于所述第二油泵与所述第二单向阀之间。 0020 在一些实施例中， 所述的无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统， 还包括： 00。

19、21 转向连杆， 所述转向连杆的第一端与方向盘连接， 第二端连接主循环球转向器的 输入轴， 所述第一电机转向装置与第二电机转向装置串联安装于所述转向连杆上； 0022 转向拉杆， 分别连接于主循环球转向器、 副循环球转向器与车轮之间。 0023 在一些实施例中， 所述第一电机转向装置包括： 0024 第一扭矩电机， 安装于所述转向连杆上， 与所述EPS控制器连接， 其额定输出扭矩 能够实现车辆转向； 0025 所述第二电机转向装置包括： 0026 第二扭矩电机， 安装于所述转向连杆上， 与所述无人驾驶控制器连接， 其额定输出 扭矩能够实现车辆转向。 0027 在一些实施例中， 所述无人驾驶商用。

20、车循环球式转向安全允余系统还包括： 0028 扭矩传感器及转角传感器， 安装于所述转向连杆上， 用于检测转向连杆的扭矩及 转角。 0029 根据本公开的另一个方面， 提供了一种无人驾驶商用车转向安全允余系统， 包括： 0030 无人驾驶控制器， 用于产生控制车辆进行无人驾驶的控制信号； 0031 EPS控制器， 电气连接至所述无人驾驶控制器， 用于根据所述控制信号控制电机转 向装置输出转向力矩； 0032 电机转向装置， 包括第一电机转向装置、 第二电机转向装置及第三电机转向装置， 其中， 第一电机转向装置及第三电机转向装置电气连接至所述EPS控制器， 第二电机转向装 置电气连接至所述无人驾驶。

21、控制器， 用于提供转向力矩； 0033 动力执行机构， 包括第一齿轮齿条转向器、 第二齿轮齿条转向器及执行机构， 其 中， 所述第一电机转向装置及第二电机转向装置的输出通过第一齿轮齿条转向器连接至所 述执行机构， 所述第三电机转向装置的输出通过第二齿轮齿条转向器连接至所述执行机 构。 0034 根据本公开的另一个方面， 提供了一种如前所述的无人驾驶商用车循环球式转向 安全允余系统的控制方法， 包括： 0035 S100， 启动无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统； 0036 S200， 判断EPS控制器、 VCU、 第一油泵装置、 第二油泵装置及二维三通电磁阀的状 态； 若存在故障则根据不同。

22、的故障状态选择对应的控制策略； 0037 S300， 根据所述控制策略控制车辆转向。 0038 在一些实施例中， 所述步骤S200包括： 0039 若第一油泵装置故障， EPS控制器、 VCU、 第二油泵装置及二位三通电磁阀正常， 则 提供液压动力源允余选择， 由第二油泵装置启动给转向系统提供液压， 输出扭矩。 说明书 2/11 页 6 CN 110654456 A 6 0040 在一些实施例中， 所述提供液压动力源允余选择包括： 0041 平台或者规划层发送车辆的预期轨迹路径； 0042 无人驾驶控制器通过所述车辆的预期轨迹路径计算获得当前车辆的转角和需要 的转向速度， 并通过VCU发送给E。

23、PS控制器； 同时， 无人驾驶控制器控制启动第二油泵装置； 0043 EPS控制器控制第一转向电机装置输出转向力矩， 液压油流入循环球中产生液压 转向力矩， 与电机扭矩耦合后输出推动转向拉杆实现车轮转向。 0044 在一些实施例中， 所述步骤S200还包括： 0045 若第一油泵装置、 第二油泵装置均故障， 或二位三通电磁阀故障， EPS控制器、 VCU 正常， 则提供转向力矩输出允余选择， 通过第二电机转向装置输出转向力矩。 0046 在一些实施例中， 所述提供转向力矩输出允余选择包括： 0047 平台或者规划层发送车辆的预期轨迹路径； 0048 ADCU控制器通过所述车辆的预期轨迹路径计算。

24、获得当前车辆的转角和需要的转 向速度， 并通过VCU发送给EPS控制器； 0049 EPS控制器控制第一转向电机装置输出主转向力矩， 同时， ADCU控制第二转向电机 装置输出助力转向力矩， 主转向力矩与助力转向力矩耦合后输出至循环球转向器输入轴， 循环球转向器推动转向拉杆实现车轮转向。 0050 在一些实施例中， 所述步骤S200还包括： 0051 若EPS控制器或VCU故障， 则无人驾驶控制器直接启动并且控制第二电机转向装 置， 输出转向力矩。 0052 在一些实施例中， 所述方法包括： 0053 平台或者规划层发送车辆的预期轨迹路径； 0054 无人驾驶控制器通过所述车辆的预期轨迹路径计。

25、算获得当前车辆的转角和需要 的转向速度； 0055 判断EPS控制器或VCU是否掉线或失效， 若两者中任一个掉线或失效， 则无人驾驶 控制器启动并控制第二电机转向装置， 输出转向力矩至循环球转向器， 实现车辆转向； 若两 者均未掉线或失效， 则转至下一步； 0056 无人驾驶控制器将所述当前车辆的转角和需要的转向速度通过VCU发送给EPS控 制器； EPS控制器控制第一电机转向装置输出转向力矩至循环球转向器输入轴， 实现车辆的 转向。 0057 根据本公开的另一个方面， 提供了一种如前所述的无人驾驶商用车循环球式转向 安全允余系统或无人驾驶商用车转向安全允余系统。 0058 (三)有益效果 0。

26、059 从上述技术方案可以看出， 本公开无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统及 控制方法至少具有以下有益效果其中之一： 0060 (1)通过在发动机油泵装置的基础上增加电机油泵装置， 在发动机油泵装置系统 失效时候， 能够通过电机油泵装置保证转向系统的液压供应， 增加了转向系统液压动力源 的安全允余性； 0061 (2)通过在转向连杆上增加电机转向装置， 在液压转向系统发生故障失效时， 能够 及时切换到电机转向装置控制转向， 确保了液压转向系统失效时车辆的转向能力， 增加了 说明书 3/11 页 7 CN 110654456 A 7 转向系统转向力矩输出的安全允余度； 0062 (3)安装的。

27、第二电机转向装置， 还能在EPS或者VCU控制失效等的极端工况下， 通过 无人驾驶控制器直接控制转向， 从而保证了车辆的转向性能， 增加了转向系统转向控制的 安全允余度； 0063 (4)通过本公开所述方法和装置， 在传统转向系统基础上， 从液压动力源、 转向力 矩输出、 转向控制器三个转向控制的核心部分增加了安全允余度， 从而大大提升了系统的 安全允余度， 为无人驾驶商用车辆的转向安全提供了更加有力的保障， 能够在各种极端工 况下依旧保证车辆的转向能力， 提升无人驾驶商用车的安全性能。 附图说明 0064 图1为本公开实施例无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统的结构示意图。 0065 图2。

28、为本公开实施例无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统的控制方法的流 程图。 0066 图3a、 3b、 3c为本实施例的控制方法在三种不同故障状态下对应的控制策略。 0067 图4为传统的线控转向控制方法流程图。 0068 图5为本公开实施例电机油泵工作转向控制方法流程图。 0069 图6为本公开实施例电机转向装置转向控制方法流程图。 0070 图7为本公开实施例EPS/VCU掉线/失效转向控制方法流程图。 0071 图8为本公开实施例无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统的结构示意图。 0072 图9为本公开实施例无人驾驶商用车转向安全允余系统的结构示意图。 0073 【附图中本公开实施例主。

29、要元件符号说明】 0074 1、 ADCU控制器； 2、 EPS控制器 0075 3、 发动机油泵装置 0076 301、 发动机； 302、 第一油泵 0077 4、 电机油泵装置 0078 401、 油泵电机； 402、 第二油泵 0079 3 、 第一电机油泵装置 0080 301 、 第一油泵电机 0081 4 、 第二电机油泵装置 0082 401 、 第二油泵电机 0083 5、 储油罐； 6、 三通阀 0084 7、 第一流量传感器； 8、 第二流量传感器 0085 9、 第一单向阀； 10、 第二单向阀 0086 11、 二位三通电控电磁阀； 12、 第三单向阀 0087 13。

30、、 主循环球转向器； 14、 副循环球转向器 0088 15、 方向盘； 16、 车轮 0089 17、 第二电机转向装置 0090 1701、 第二扭矩电机 0091 18、 第一电机转向装置 说明书 4/11 页 8 CN 110654456 A 8 0092 1801、 第一扭矩电机 0093 19、 转向连杆； 20、 转向横杆 0094 21、 转向拉杆； 22、 扭矩传感器 0095 23、 转角传感器； 24、 第三电机转向装置 0096 25、 第一齿轮齿条； 26、 第二齿轮齿条转向器。 具体实施方式 0097 本公开提供了一种无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统， 循环球。

31、式转向器 由于其结构决定需要有液压输入进行助力， 仅仅通过对循环球结构的修改并不能从液压系 统上增加转向系统的安全允余度； 现有技术方案通过增加高压低压双电源的方式防止转向 系统电源的安全性， 但是高压电源一般只存在于新能源车上， 对于传统的商用车而言， 只有 低压电源， 如何在只有低压电源的基础上最大化增加转向系统的安全允余度还得从其他方 面考虑。 0098 为使本公开的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 以下结合具体实施例， 并参照 附图， 对本公开进一步详细说明。 0099 本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述， 其中一些但并非全 部的实施例将被示出。 实际上， 本公开。

32、的各种实施例可以由许多不同形式实现， 而不应被解 释为限于此处所阐述的实施例； 相对地， 提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。 0100 在本公开的一个示例性实施例中， 提供了一种无人驾驶商用车循环球式转向安全 允余系统。 传统无人驾驶商用车循环球式转向系统的工作原理为： 无人驾驶控制器， 例如 ADCU(Automatic Driving Control Unit)控制器输出目标转角， EPS(Electronic Power Steering)控制器接收到目标转角后， 控制第一电机转向装置中的第一扭矩电机输出转向 扭矩， 方向盘转动带动转向连杆控制循环球式转向器中的控制阀， 液压油。

33、流入主副循环球 转向器产生液压转向助力扭矩与电机扭矩进行耦合， 通过循环球转向器输出转向扭矩， 从 而推动转向拉杆机构实现车轮的转向。 主副循环球之间通过油路进行连接， 主循环球中内 嵌了液压转向控制阀， 受方向盘转向连杆的控制。 其中， 液压油的动力唯一来源为发动机， 即发动机带动油泵工作， 为液压系统提供动力。 0101 图1为本公开实施例无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统的结构示意图。 如图1所示， 本公开无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统主要包括ADCU控制器1、 EPS 控制器2、 发动机油泵装置3、 电机油泵装置4、 二位三通电控电磁阀11、 第一电机转向装置 18、 第二。

34、电机转向装置、 主循环球转向器13及副循环球转向器14等。 0102 与传统无人驾驶商用车循环球式转向系统相比， 本实施例的转向安全允余系统增 加了电机油泵装置4、 二位三通电控电磁阀11、 第二电机转向装置17。 其中， 电机油泵装置4 与发动机油泵装置3并联安装， 并通过二位三通电磁阀11进行汇总， 可以同时为转向系统提 供液压动力。 第一电机转向装置18与第二电机转向装置17串联安装在转向连杆19上， 转向 连杆19直接连接循环球转向器输入轴， 通过上述结构， 同时通过一定的策略进行控制， 以提 升无人驾驶商用车转向系统的安全允余度， 最大化保证无人驾驶转向系统的可靠性和安全 性。 01。

35、03 具体地， 请参见图1， 本实施例转向安全允余系统的油路包括： 储油罐5通过三通阀 说明书 5/11 页 9 CN 110654456 A 9 6连接到发动机油泵装置3及电机油泵装置4。 其中， 发动机油泵装置3包括发动机301及其相 连的第一油泵302； 电机油泵装置4包括油泵电机401及其相连的第二油泵402， 所述三通阀 入口连接储油罐5， 两个出口分别连接第一油泵302及第二油泵402， 所述第一油泵302依次 连接第一流量传感器7和第一单向阀9， 所述第二油泵402依次连接第二流量传感器8和第二 单向阀10。 第一单向阀9与第二单向阀10连接二位三通电控电磁阀11， 二位三通电控。

36、电磁阀 11连接主循环球转向器13， 主循环球转向器13与副循环球转向器14之间通过油路进行连 接， 主循环球转向器13中内嵌了液压转向控制阀， 受转向连杆19的控制。 液压油流入主副循 环球转向器产生液压转向助力扭矩与电机扭矩进行耦合， 通过主循环球转向器13与副循环 球转向器14输出转向扭矩， 从而推动转向拉杆21实现车轮的转向。 此外， 第三单向阀12连接 于储油罐5与液压机构之间， 形成从液压机构到储油罐5的单向回油通路。 0104 通过在发动机油泵装置的基础上增加电机油泵装置， 在发动机油泵装置系统失效 时候， 能够通过电机油泵装置保证转向系统的液压供应， 增加了转向系统液压动力源的。

37、安 全允余性。 0105 请再参见图1， 本实施例转向安全允余系统的控制路包括： ADCU控制器1连接到油 泵电机401及EPS控制器2， ADCU控制器1连接到电机转向装置17的第二扭矩电机1701， EPS控 制器2连接到第一电机转向装置18的第一扭矩电机1801， 第一扭矩电机1801、 第二扭矩电机 1701的额定输出扭矩能够实现车辆转向。 同时， EPS控制器1还连接到二位三通电控电磁阀 11及电磁控制阀13。 其中， ADCU控制器1还连接至扭矩传感器22及转角传感器23。 所述扭矩 传感器22及转角传感器23安装在转向连杆19上。 转向连杆19一端连接方向盘15， 另一端连 接到。

38、主循环球转向器13输入轴， 主循环球转向器13输出连接转向拉杆21， 所述转向拉杆21 连接车轮16， 控制车轮转向。 0106 通过在转向连杆上设置电机转向装置， 在发动机或电机油泵发生故障失效时， 能 够及时切换到电机转向装置控制转向， 确保了循环球式转向系统失效时车辆的转向能力， 增加了转向系统转向力矩输出的安全允余度， 还能在EPS或整车控制器(VCU， Vehicle Control Unit)控制失效等的极端工况下， 通过ADCU直接控制转向， 从而保证了车辆的转向 性能。 0107 本实施例的转向安全允余系统通过上图1中的方式进行连接， 同时通过一定的策 略进行控制， 以提升无人。

39、驾驶商用车转向系统的安全允余度， 最大化保证无人驾驶转向系 统的可靠性和安全性。 0108 本实施例的无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统在传统转向系统基础上， 从液压动力源、 转向力矩输出、 转向控制器三个转向控制的核心部分增加了安全允余度， 从 而大大提升了系统的安全允余度， 为无人驾驶商用车辆的转向安全提供了更加有力的保 障。 0109 在本公开第二个实施例中， 提供了一种无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系 统的控制方法。 图2为本公开实施例无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统的控制方 法的流程图。 如图2所示， 本公开无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统的控制方法包 括： 01。

40、10 S100， 启动无人驾驶商用车循环球式转向安全允余系统； 0111 S200， 判断EPS控制器、 整车控制器、 发动机油泵装置、 电机油泵装置及二维三通电 说明书 6/11 页 10 CN 110654456 A 10 磁阀的状态； 若存在故障则根据不同的故障状态选择对应的控制策略； 0112 S300， 根据所述控制策略控制车辆转向。 0113 在所述步骤S200中， 若判断EPS控制器、 整车控制器、 发动机油泵装置、 电机油泵装 置及二维三通电磁阀都正常， 则采用发动机油泵装置液压动力源输出扭矩； 若上述部件存 在故障， 则采用相应的控制策略进行处理。 本实施例中， 所述步骤S2。

41、00的不同的故障状态包 括三种情况。 图3a、 3b、 3c为本实施例三种不同故障状态下对应的控制策略。 0114 第一种故障状态S201如图3a所示， 若发动机油泵装置故障， EPS控制器、 VCU、 电机 油泵装置及二位三通电磁阀正常， 则向安全允余系统提供液压动力源允余选择， 由电机油 泵装置启动给转向系统提供液压， 输出扭矩。 0115 优选地， 若EPS控制器、 VCU、 发动机油泵装置、 电机油泵装置及二位三通电磁阀均 正常， 则可以由发动机油泵主供油， 并在特定情况下， 采用电机油泵参与供油， 从而降低能 耗。 0116 图4为传统的线控转向控制流程示意图。 如图4所示， ADC。

42、U控制器通过平台或者决 策层发送的轨迹路径， 计算获得当前车辆的转角和需要的转向速度通过VCU发送给EPS控制 器， EPS控制器控制第一转向电机装置输出转向力矩， 方向盘转动带动连杆控制液压控制 阀， 液压油流入循环球中产生液压转向力矩， 与电机扭矩耦合后输出推动转向拉杆实现车 轮转向。 从该流程中可以看出， 一旦发送机油泵装置失效， 或者发送机不能为油泵提供动 力， 则整个转向系统将会失去动力源而丧失自动转向能力而发生危险。 0117 本实施例中， 如图3a所示， 当转向控制启动后， ADCU会实时监视发送机油泵系统的 状态， 当检测到发送机熄火、 发送机发生故障无法输出动力或者发动机油泵。

43、发生故障失效 时， ADCU将控制启动电动油泵装置， 为转向系统提供液压动力， 此时转向系统的工作流程图 如图5所示， 包括： 0118 S2011， 平台或者规划层发送车辆的预期轨迹路径； 0119 S2012， ADCU控制器通过所述车辆的预期轨迹路径计算获得当前车辆的转角和需 要的转向速度， 并通过VCU发送给EPS控制器； 同时， ADCU控制启动电动油泵装置； 0120 S2013， EPS控制器控制第一转向电机装置输出转向力矩， 液压油流入循环球中产 生液压转向力矩， 与电机扭矩耦合后输出推动转向拉杆实现车轮转向。 0121 优选地， 所述流程还包括： 0122 S2014， 车辆。

44、转向后， 将转向角信号反馈至EPS控制器， 返回步骤S2013。 0123 本实施例的控制方法中， 通过在发动机油泵装置系统失效时， 采用电机油泵装置 保证转向系统的液压供应， 增加了转向系统液压动力源的安全允余性。 0124 第二种故障状态S202如图3b所示， 若发动机油泵装置、 电机油泵装置均故障， 或二 位三通电磁阀故障， EPS控制器、 VCU正常， 则提供转向力矩输出允余选择， 通过电机转向装 置输出转向力矩。 0125 请再参见图1， 在无人驾驶转向过程中， EPS控制器通过控制二位三通电磁阀， 方向 盘转动控制转向控制阀， 液压油流入循环球转向器中产生液压转向力矩。 从图1中可。

45、以看 出， 虽然系统增加了电机油泵， 为液压动力源增加了允余， 但是一旦发送机和电机油泵装置 均发生故障而失效， 或者二位三通电磁阀发生故障(如堵塞)失效或者转向控制阀堵塞失效 时， 系统将无法提供液压转向力矩。 说明书 7/11 页 11 CN 110654456 A 11 0126 为了解决此问题， 增加了第二电机转向装置， 第二电机转向装置安装在转向连杆 上， 与第一电机转向装置通过转向连杆串联连接在循环球转向器输入轴上， 由ADCU控制器 直接控制， 可以直接输出转向力矩。 在此种情况下， ADCU将会直接启动第二电机转向装置提 供助力转向力矩。 0127 图6为本实施例电机转向装置转。

46、向控制流程图。 如图6所示， 所述方法转向系统的 工作流程包括： 0128 S2021， 平台或者规划层发送车辆的预期轨迹路径； 0129 S2022， ADCU控制器通过所述车辆的预期轨迹路径计算获得当前车辆的转角和需 要的转向速度， 并通过VCU发送给EPS控制器； 0130 S2023， EPS控制器控制第一转向电机装置输出主转向力矩， 同时， ADCU控制第二转 向电机装置输出助力转向力矩， 主转向力矩与助力转向力矩耦合后输出至循环球转向器输 入轴， 循环球转向器推动转向拉杆实现车轮转向。 0131 优选地， 所述流程还包括： 0132 S2024， 车辆转向后， 将转向角信号反馈至E。

47、PS控制器， 返回步骤S2023。 0133 通过上述控制方法， 在发动机和电机油泵发生故障失效时， 能够及时切换到纯电 动转向装置控制转向， 确保了液压转向系统失效时车辆的转向能力， 增加了转向系统转向 力矩输出的安全允余度。 0134 第三种故障状态S203如图3c所示， 若EPS控制器或VCU故障， 则ADCU直接启动并且 控制第二电机转向装置， 输出转向力矩。 0135 在传统车实际行驶过程中， 如果EPS通讯掉线或者EPS发生严重故障而突然失效 时， 由于EPS是控制转向的唯一控制器， 在此种情况下， 如果VCU具备相关则诊断功能， 那么 VCU可能会直接控制退出无人驾驶控制状态， 。

48、并且进行紧急制动停车。 但是， 此时由于EPS的 掉线或者失效， 车辆完全丧失了转向能力， 如果此时紧急制动， 并且方向盘角度不为0时， 很 可能造成车辆的甩尾或者侧翻而发生危险； 或者因为VCU的掉线或者失效， 由于ADCU发送的 转向控制指令需要通过VCU发送给EPS控制， 此时EPS将无法接收到转向控制指令， 车辆亦会 失去转向能力而发生危险。 0136 当上述情况发生时， ADCU将会直接启动并且控制第二电动转向装置， 由于电机具 有相应快， 灵敏度高， 控制精度高的特点， 能够快速地接入转向， 保证车辆的转向能力， 避免 此种极端工况下危险的发生。 此时转向系统的工作流程如图7所示，。

49、 包括： 0137 S2031， 平台或者规划层发送车辆的预期轨迹路径； 0138 S2032， ADCU控制器通过所述车辆的预期轨迹路径计算获得当前车辆的转角和需 要的转向速度； 0139 S2033， 判断EPS控制器或VCU是否掉线或失效， 若两者均未掉线或失效， 则转至步 骤S2034； 若两者中任一个掉线或失效， 则转至步骤S2035； 0140 S2034， ADCU控制器将所述当前车辆的转角和需要的转向速度通过VCU发送给EPS 控制器； EPS控制器控制第一电机转向装置输出转向力矩至循环球转向器输入轴， 实现车辆 的转向； 0141 S2035， ADCU启动并控制第二电机转向。

50、装置， 输出转向力矩至循环球转向器输入 轴， 实现车辆转向。 说明书 8/11 页 12 CN 110654456 A 12 0142 优选地， 所述流程还包括： 0143 S2036， 车辆转向后， 将转向角信号反馈至EPS控制器， 返回步骤S2034。 0144 通过上述方法， 能够在EPS或者VCU控制失效等的极端工况下， 通过ADCU直接控制 转向， 从而保证了车辆的转向性能， 增加了转向系统转向控制的安全允余度。 0145 为了达到简要说明的目的， 上述实施例1中任何可作相同应用的技术特征叙述皆 并于此， 无需再重复相同叙述。 0146 在本公开第三个实施例中， 还提供了一种无人驾驶。