一种分布式车桥电驱动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种分布式车桥电驱动系统及其控制方法，属于车辆领域。该分布式车桥电驱动系统包括：左轮电机，用于驱动车辆的左车轮；左轮电机控制器，与左轮电机数据连接，用于控制左轮电机；右轮电机，用于驱动车辆的右车轮；右轮电机控制器，与右轮电机数据连接，用于控制右轮电机；其中，左轮电机控制器和右轮电机控制器通过独立的I/O端口直接相接，且I/O端口设置为最高优先级，左轮电机控制器和右轮电机控制器配置成在通过I/O端口接收到切换至目标安全运行状态的同步指令时，将自身的运行状态切换至目标安全运行状态。本发明专利技术的分布式车桥电驱动系统及其控制方法能够最大限度地提高响应速度并节省成本。

A distributed electric drive system of axle and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种分布式车桥电驱动系统及其控制方法
本专利技术涉及车辆领域，特别是涉及一种分布式车桥电驱动系统及其控制方法。
技术介绍
近年来新能源汽车在全球范围内取得了大规模发展，众多主机厂和零部件企业纷纷推出了面向整车不同市场定位的各种电驱动方案。目前市场上常见的电驱动架构主要有集中式和分布式两种方案。分布式驱动架构(含前后桥分布和左右分布)分为桥驱动、轮边驱动和轮毂电机驱动。对于分布式驱动，伴随着由它带来的更好的整车操控性和稳定性(特别在湿滑路面上)的同时，也给车辆带来了左右驱动轮安全状态不同步的风险。特别是在整车根据当时的路况及车况，需要将单侧或者两侧驱动电机切换至安全状态，例如惯性滑行模式(Freewheeling，缩写为FW)和主动短路模式(Activeshortcircled，缩写为ASC)之一，或出于高压器件保护目的需要将电机从一安全状态切换到另一安全状态时，由于存在两侧控制器通讯延迟、单侧电机控制器繁忙或其他电子电器故障，两侧的状态切换可能会出现较长时间(100ms级)的不同步，即两侧轮边扭矩在一定时间内有较大差异。这样就会给整车造成意外的大偏摆扭矩，严重时会导致车辆失控，形成重大安全事故。针对上述问题，目前市场上常见的解决方法是提高电机和电机控制器的可靠性及安全等级，但这种方法将导致显著的成本上升，而且还不能从根本上解决问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种分布式车桥电驱动系统，能够最大限度地提高响应速度并节省成本。特别地，本专利技术提供了一种分布式车桥电驱动系统，包括：左轮电机，用于驱动车辆的左车轮；左轮电机控制器，与所述左轮电机数据连接，用于控制所述左轮电机；右轮电机，用于驱动车辆的右车轮；右轮电机控制器，与所述右轮电机数据连接，用于控制所述右轮电机；其中，所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器通过独立的I/O端口直接相接，且所述I/O端口设置为最高优先级，所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器配置成在通过所述I/O端口接收到切换至限扭的目标安全运行状态的同步指令时，将自身的运行状态切换至所述目标安全运行状态。可选地，分布式车桥电驱动系统还包括：整车控制器，与所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器均数据连接，用于向所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器发送切换至目标安全运行状态的控制指令；所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器还配置成基于自身判断需要进入所述目标安全运行状态或接收到所述整车控制器发来的切换至所述目标安全运行状态的控制指令时发送所述同步指令。可选地，所述整车控制器还用于向所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器发送禁止切换至所述目标安全运行状态的禁止指令；所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器配置成在未收到所述禁止指令时将自身的运行状态切换至所述目标安全运行状态。可选地，所述左轮电机控制器包括：左控制板，用于存储运行程序，用于生成切换至所述目标安全运行状态的状态切换指令；左开关模块，设置于车辆的动力电池和所述左轮电机之间并受所述左控制板控制，用于根据所述状态切换指令进入相应的开关状态，以控制所述左轮电机切换至所述目标安全运行状态。可选地，所述右轮电机控制器包括：右控制板，用于存储运行程序，用于生成切换至所述目标安全运行状态的状态切换指令；右开关模块，设置于车辆的动力电池和所述右轮电机之间并受所述右控制板控制，用于根据所述状态切换指令进入相应的开关状态，以控制所述右轮电机切换至所述目标安全运行状态。特别地，本专利技术还提供了一种同步控制方法，用于上述任一项所述的分布式车桥电驱动系统，包括以下步骤：判断所述左轮电机控制器或所述右轮电机控制器是否需要切换至限扭的目标安全运行状态；在所述左轮电机控制器或所述右轮电机控制器需要切换至所述目标安全运行状态时，通过所述I/O端口发送切换至所述目标安全运行状态的同步指令；所述右轮电机控制器或所述左轮电机控制器在接收到所述同步指令时，将自身的运行状态切换至所述目标安全运行状态。可选地，将自身的运行状态切换至所述目标安全运行状态之前，还包括：判断是否接收到整车控制器的禁止切换至所述目标安全运行状态的禁止指令；若否，则将自身的运行状态切换至所述目标安全运行状态。可选地，所述目标安全运行状态为惯性滑行模式或主动短路模式。可选地，判断所述左轮电机控制器或所述右轮电机控制器是否需要切换至目标安全运行状态，包括：判断所述左轮电机控制器或所述右轮电机控制器基于自身判断是否需要进入所述目标安全运行状态。可选地，判断所述左轮电机控制器或所述右轮电机控制器是否需要切换至目标安全运行状态，还包括：判断所述左轮电机控制器或所述右轮电机控制器是否接收到整车控制器发来的切换至所述目标安全运行状态的控制指令。本专利技术的分布式车桥电驱动系统通过在左轮电机控制器和右轮电机控制器各自设置平行数据I/O端口直接相连。在控制逻辑上，在一侧的电机控制器需要从一种安全运行状态切换到另一种安全运行状态时，或者从正常运行状态切换至某一种安全运行状态时，总是向该I/O端口写入要求另一侧的电机控制器切入相同状态的指令。另一侧的电机控制器通过该I/O端口接收到要求切入相同状态的指令时，则立即发出一个软件中断，使得自身也切换至相同的安全运行状态。本专利技术将左右电机控制器的安全状态切换控制系统关联起来，这样可在一侧电机进入惯性滑行或主动短路等安全运行状态时，确保另一侧电机几乎同时进入相同的安全状态而不受外界网络延迟或其他器件故障的影响。这种方式无需特别提升单台电机的功能安全等级及控制精度即可实现满足要求的系统功能安全状态，从而节省了成本。并且在电机控制器本地实现左右控制器直接耦合，能最大限度提高响应速度。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的分布式车桥电驱动系统的连接示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的同步控制方法的流程图；图3是根据本专利技术另一个实施例的同步控制方法的流程图；图4是根据本专利技术一个实施例的同步控制方法的逻辑原理图。具体实施方式图1是根据本专利技术一个实施例的分布式车桥电驱动系统100的连接示意图。本专利技术提供了一种分布式车桥电驱动系统100，一个实施例中，如图1所示，分布式车桥电驱动系统100一般性地可以包括左轮电机10、左轮电机控制器20、右轮电机30和右轮电机控制器40。左轮电机10用于驱动车辆的左车轮。左轮电机控制器20与左轮电机10数据连接，用于控制左轮电机10。右轮电机30用于驱动车辆的右车轮。右轮电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式车桥电驱动系统，其特征在于，包括：/n左轮电机，用于驱动车辆的左车轮；/n左轮电机控制器，与所述左轮电机数据连接，用于控制所述左轮电机；/n右轮电机，用于驱动车辆的右车轮；/n右轮电机控制器，与所述右轮电机数据连接，用于控制所述右轮电机；其中，/n所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器通过独立的I/O端口直接相接，且所述I/O端口设置为最高优先级，所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器配置成在通过所述I/O端口接收到切换至限扭的目标安全运行状态的同步指令时，将自身的运行状态切换至所述目标安全运行状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式车桥电驱动系统，其特征在于，包括：
左轮电机，用于驱动车辆的左车轮；
左轮电机控制器，与所述左轮电机数据连接，用于控制所述左轮电机；
右轮电机，用于驱动车辆的右车轮；
右轮电机控制器，与所述右轮电机数据连接，用于控制所述右轮电机；其中，
所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器通过独立的I/O端口直接相接，且所述I/O端口设置为最高优先级，所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器配置成在通过所述I/O端口接收到切换至限扭的目标安全运行状态的同步指令时，将自身的运行状态切换至所述目标安全运行状态。


2.根据权利要求1所述的分布式车桥电驱动系统，其特征在于，还包括：
整车控制器，与所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器均数据连接，用于向所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器发送切换至目标安全运行状态的控制指令；
所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器还配置成基于自身判断需要进入所述目标安全运行状态或接收到所述整车控制器发来的切换至所述目标安全运行状态的控制指令时发送所述同步指令。


3.根据权利要求2所述的分布式车桥电驱动系统，其特征在于，
所述整车控制器还用于向所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器发送禁止切换至所述目标安全运行状态的禁止指令；
所述左轮电机控制器和所述右轮电机控制器配置成在未收到所述禁止指令时将自身的运行状态切换至所述目标安全运行状态。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的分布式车桥电驱动系统，其特征在于，所述左轮电机控制器包括：
左控制板，用于存储运行程序，用于生成切换至所述目标安全运行状态的状态切换指令；
左开关模块，设置于车辆的动力电池和所述左轮电机之间并受所述左控制板控制，用于根据所述状态切换指令进入相应的开关状态，以控制所述左轮电机切换至所述目标安全运行状态。


5.根据权利要求1-3中任一项所述的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明远，蔡磊，
申请(专利权)人：吉利汽车研究院宁波有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33