一种具有冗余效果的自动驾驶汽车驱动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有冗余效果的自动驾驶汽车驱动系统，包括第一车轮和第二车轮，第一驱动器包括传动连接的第一驱动电机和第一传动装置，第二驱动器包括传动连接的第二驱动电机和第二传动装置；第一传动装置和第二传动装置之间设有离合装置；当第一驱动电机和第二驱动电机正常工作时，离合装置处于分离状态，第一车轮通过第一驱动电机实现独立驱动运行，第二车轮通过第二驱动电机实现独立驱动运行；当第一驱动电机或第二驱动电机发生故障时，离合装置处于非分离状态，第一传动装置和第二传动装置成为耦合传动装置，该耦合传动装置与没有发生故障的驱动电机传动连接，用于实现对第一车轮和第二车轮的同时驱动运行，达到冗余效果。

【技术实现步骤摘要】
一种具有冗余效果的自动驾驶汽车驱动系统
本专利技术属于自动驾驶
，具体涉及一种具有冗余效果的自动驾驶汽车驱动系统。
技术介绍
现有的自动驾驶汽车驱动系统设计通常都是沿用现成的电动汽车驱动系统技术，目前具体包括有两种典型的自动驾驶电动汽车驱动系统：请参见图1所示，最为典型的自动驾驶电动汽车驱动系统由驱动电机、减速箱和差速器组成，通过差速器同时驱动连接第一车轮和第二车轮(即为左右车轮)，该动力系统没有冗余，无法实现自动驾驶对安全的要求，同时左右车轮不能实现独立驱动，然而独立驱动可以提高车辆整体的操纵性。请参见图2所示的另外一种典型自动驾驶汽车驱动系统，由第一驱动电机、第一减速箱、第二驱动电机和第二减速箱组成，其分别可以实现第一车轮和第二车轮的独立驱动，但是不能实现驱动系统的冗余，具体体现在：当第一驱动电机发生故障无法输出动力时，若第二驱动电机可以正常输出动力，由于左右车轮驱动力不同，会导致车辆非预期转弯，无法正常行驶。因此，市场迫切需要寻求技术方案来解决以上技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具有冗余效果的自动驾驶汽车驱动系统，可以实现正常工作模式和冗余工作模式的快速便捷切换，在正常工作模式时，第一车轮和第二车轮分别进行独立驱动运行，在冗余工作模式时，第一车轮和第二车轮同时实现驱动运行。本专利技术采用的技术方案如下：一种具有冗余效果的自动驾驶汽车驱动系统，包括采用第一驱动器驱动的第一车轮和采用第二驱动器驱动的第二车轮，所述第一驱动器包括传动连接的第一驱动电机和第一传动装置，所述第二驱动器包括传动连接的第二驱动电机和第二传动装置；其中，所述第一传动装置和所述第二传动装置之间设有离合装置，所述离合装置具有分离状态和非分离状态；当第一驱动电机和第二驱动电机正常工作时，所述离合装置处于分离状态，所述第一车轮通过第一驱动电机实现独立驱动运行，所述第二车轮通过第二驱动电机实现独立驱动运行；当第一驱动电机或第二驱动电机发生故障时，所述离合装置处于非分离状态，所述第一传动装置和第二传动装置成为耦合传动装置，该耦合传动装置与没有发生故障的驱动电机传动连接，用于实现对所述第一车轮和第二车轮的同时驱动运行，达到冗余效果。优选地，当第二驱动电机发生故障时，将实现第一车轮和第二车轮的目标转速作为驱动目标，控制第一驱动电机的驱动扭矩，同时通过滑摩方式控制所述离合装置的结合程度；其中，当离合装置处于滑摩结合状态时，所述第一驱动电机向第一车轮传递扭矩的同时，通过所述离合装置向第二车轮传递扭矩；当离合装置处于完全结合状态时，所述离合装置成为一个刚性整体，所述第一驱动电机同时向所述第一车轮和第二车轮传递扭矩。优选地，当离合装置处于滑摩结合状态时，向第一车轮传递的扭矩＝第一驱动电机的驱动扭矩-离合装置的传递扭矩，向第二车轮传递的扭矩＝离合装置的传递扭矩。优选地，当第一驱动电机发生故障时，将实现第一车轮和第二车轮的目标转速作为驱动目标，控制第二驱动电机的驱动扭矩，同时通过滑摩方式控制所述离合装置的结合程度；其中，当离合装置处于滑摩结合状态时，所述第二驱动电机向第二车轮传递扭矩的同时，通过所述离合装置向第一车轮传递扭矩；当离合装置处于完全结合状态时，所述离合装置成为一个刚性整体，所述第二驱动电机同时向所述第一车轮和第二车轮传递扭矩。优选地，当离合装置处于滑摩结合状态时，向第二车轮传递的扭矩＝第二驱动电机的驱动扭矩-离合装置的传递扭矩，向第一车轮传递的扭矩＝离合装置的传递扭矩。优选地，所述第一传动装置包括啮合连接的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与第一驱动电机之间通过第一输入端传动轴连接，且所述第二齿轮与第一车轮之间通过第一输出端传动轴连接。优选地，所述第二传动装置包括啮合连接的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮与第二驱动电机之间通过第二输入端传动轴连接，且所述第四齿轮与第二车轮之间通过第二输出端传动轴连接；其中，所述第一齿轮和第三齿轮呈平行分布，所述第二齿轮和第四齿轮呈平行分布。优选地，所述第一输入端传动轴和第二输入端传动轴之间连接所述离合装置，且所述离合装置位于所述第一齿轮与第三齿轮之间。优选地，所述第一输出端传动轴和第二输出端传动轴之间连接所述离合装置，且所述离合装置位于所述第二齿轮与第四齿轮之间。优选地，所述第一驱动电机和第二驱动电机分别通过变频控制器进行驱动控制，所述离合装置设有离合控制器；各变频控制器以及离合控制器之间通信连接用于实现协调管理控制。本专利技术首先通过由第一驱动电机、第一传动装置组成的第一驱动器、由第二驱动电机、第二传动装置组成的第二驱动器来分别实现对第一车轮和第二车轮的独立驱动，然后在第一传动装置与第二传动装置之间设置离合装置实现正常工作模式和冗余工作模式的快速便捷切换，当在实际工作时，当第一驱动电机和第二驱动电机正常工作时，自动驾驶汽车驱动系统处于正常工作模式，离合装置处于分离状态，第一车轮和第二车轮分别进行独立驱动运行；当第一驱动电机或第二驱动电机发生故障时，自动驾驶汽车驱动系统切换至冗余工作模式，离合装置处于非分离状态，使得第一传动装置和第二传动装置成为耦合传动装置，第一车轮和第二车轮同时实现驱动运行，达到冗余效果，有力杜绝了当某一驱动电机发生故障后，车辆发生非预期转弯的问题；本专利技术还进一步优选地提出采用滑摩方式控制的离合装置，可以根据各车轮的转速驱动目标，来选择离合装置的结合程度，当处于滑摩结合状态(即未进行完全结合时)，通过离合装置来传递扭矩；当处于完全结合状态时，离合装置成为一个刚性整体，通过未发生故障的驱动电机同时向第一车轮和第二车来传递扭矩，进一步有力保障了自动驾驶汽车驱动系统的控制精度。附图说明图1是现有技术中最为典型的自动驾驶电动汽车驱动系统的模块连接示意图；图2是现有技术中另一典型的自动驾驶电动汽车驱动系统的模块连接示意图；图3是本专利技术具体实施方式下的自动驾驶电动汽车驱动系统的模块连接示意图；图4是本专利技术具体实施方式下的自动驾驶电动汽车驱动系统的结构示意图；图5是图4中自动驾驶电动汽车驱动系统处于正常工作模式下的扭矩传递方向示意图；图6是图4中自动驾驶电动汽车驱动系统处于冗余工作模式(第二驱动电机22发生故障)下的扭矩传递方向示意图；图7是图4中自动驾驶电动汽车驱动系统处于冗余工作模式(第一驱动电机12发生故障)下的扭矩传递方向示意图。具体实施方式本专利技术实施例公开了一种具有冗余效果的自动驾驶汽车驱动系统，包括采用第一驱动器驱动的第一车轮和采用第二驱动器驱动的第二车轮，第一驱动器包括传动连接的第一驱动电机和第一传动装置，第二驱动器包括传动连接的第二驱动电机和第二传动装置；其中，第一传动装置和第二传动装置之间设有离合装置，离合装置具有分离状态和非分离状态；当第一驱动电机和第二驱动电机正常工作时，离合装置处于分离状态，第一车轮通过第一驱动电机实现独立驱动运行，第二车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有冗余效果的自动驾驶汽车驱动系统，包括采用第一驱动器驱动的第一车轮和采用第二驱动器驱动的第二车轮，其特征在于，所述第一驱动器包括传动连接的第一驱动电机和第一传动装置，所述第二驱动器包括传动连接的第二驱动电机和第二传动装置；其中，/n所述第一传动装置和所述第二传动装置之间设有离合装置，所述离合装置具有分离状态和非分离状态；/n当第一驱动电机和第二驱动电机正常工作时，所述离合装置处于分离状态，所述第一车轮通过第一驱动电机实现独立驱动运行，所述第二车轮通过第二驱动电机实现独立驱动运行；/n当第一驱动电机或第二驱动电机发生故障时，所述离合装置处于非分离状态，所述第一传动装置和第二传动装置成为耦合传动装置，该耦合传动装置与没有发生故障的驱动电机传动连接，用于实现对所述第一车轮和第二车轮的同时驱动运行，达到冗余效果。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有冗余效果的自动驾驶汽车驱动系统，包括采用第一驱动器驱动的第一车轮和采用第二驱动器驱动的第二车轮，其特征在于，所述第一驱动器包括传动连接的第一驱动电机和第一传动装置，所述第二驱动器包括传动连接的第二驱动电机和第二传动装置；其中，
所述第一传动装置和所述第二传动装置之间设有离合装置，所述离合装置具有分离状态和非分离状态；
当第一驱动电机和第二驱动电机正常工作时，所述离合装置处于分离状态，所述第一车轮通过第一驱动电机实现独立驱动运行，所述第二车轮通过第二驱动电机实现独立驱动运行；
当第一驱动电机或第二驱动电机发生故障时，所述离合装置处于非分离状态，所述第一传动装置和第二传动装置成为耦合传动装置，该耦合传动装置与没有发生故障的驱动电机传动连接，用于实现对所述第一车轮和第二车轮的同时驱动运行，达到冗余效果。


2.根据权利要求1所述的自动驾驶汽车驱动系统，其特征在于，当第二驱动电机发生故障时，将实现第一车轮和第二车轮的目标转速作为驱动目标，控制第一驱动电机的驱动扭矩，同时通过滑摩方式控制所述离合装置的结合程度；其中，
当离合装置处于滑摩结合状态时，所述第一驱动电机向第一车轮传递扭矩的同时，通过所述离合装置向第二车轮传递扭矩；
当离合装置处于完全结合状态时，所述离合装置成为一个刚性整体，所述第一驱动电机同时向所述第一车轮和第二车轮传递扭矩。


3.根据权利要求2所述的自动驾驶汽车驱动系统，其特征在于，当离合装置处于滑摩结合状态时，向第一车轮传递的扭矩＝第一驱动电机的驱动扭矩-离合装置的传递扭矩，向第二车轮传递的扭矩＝离合装置的传递扭矩。


4.根据权利要求1所述的自动驾驶汽车驱动系统，其特征在于，当第一驱动电机发生故障时，将实现第一车轮和第二车轮的目标转速作为驱动目标，控制第二驱动电机的驱动扭矩，同时通过滑摩方式控制所述离合装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，
申请(专利权)人：苏州星越智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32