一种驱动和制动的集成系统及电动车辆技术方案

本发明专利技术公开了一种驱动和制动的集成系统及电动车辆，包括制动信息采集模块、动力系统控制器、第一电子控制器和轮边电机组件，轮边电机组件包括电机本体和电子机械制动件，电机本体的动力输出端通过减速器与车轮连接，电子机械制动件作用于电机本体的电机轴，用于制动电机本体的电机轴；第一电子控制器输入端与制动信息采集模块和动力系统控制器电连接，获得控制信号，输出端与轮边电机组件电连接，控制轮边电机组件产生驱动力矩或制动力矩，轮边电机组件的数量为四个，其中两个轮边电机组件集成于一体，用于同时控制两个前轮的驱动或制动，另两个轮边电机组件集成于一体，用于同时控制两个后轮的驱动或制动。有利于提高驱动和制动的冗余度。制动的冗余度。制动的冗余度。

【技术实现步骤摘要】
一种驱动和制动的集成系统及电动车辆


[0001]本专利技术涉及汽车线控制系统制动
，具体涉及驱动和制动的集成系统及电动车辆。

技术介绍

[0002]随着汽车工业的发展，客户对汽车智能化程度的要求日渐严苛，汽车行业都在开发更高级别的无人驾驶技术，从而汽车线控底盘成为发展趋势，传统制动系统采用制动液/气体等中间控制介质产生制动，制动系统存在通讯接口有限，与整车智联网联交互有限，已不能满足汽车智能化/网联化的发展，制动系统需要实现线控。
[0003]目前电动车辆的驱动系统和制动系统一般相互独立，相应地，控制驱动系统的电子控制器和控制制动系统的电子控制器一般也相互独立布置，整体为非冗余结构。并且需要在车轮上布置机械的制动单元，制动响应较慢。
[0004]参见图4，目前电动车辆存在扭矩响应延迟问题，ESC的升/降扭请求需先传递到VCU，内部进行校核/判断计算后，再传递到IPU，再控制驱电机系统执行，理论时间就为240ms，包括整车网络传输100ms和IPU执行80
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140ms，升/降扭请求从发出到执行会有延迟，扭矩动态响应慢，会导致一系列问题，例如：特殊路面上，车辆加速过程中，车轮突然打滑，车辆出现甩尾；或者特殊路面上，强回收模式下，车轮有抱死趋势，车辆耸动，稳定性差；再或者轻踩/松制动踏板时，减速度由VCU控制电机倒拖实现，响应存在延迟。ESC为整车电子机械制动系统控制器的英文简称，VCU为动力系统控制器的英文简称，IPU为驱动电机的电子单元控制器的英文简称。
[0005]参见图2，目前电动车辆一般采用ESC+VCU联合控制滑行能量回收策略，所述制动信息采集模块获得制动能量回收信号，即IBCU
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RBF模块获得制动能量回收信号，经仲裁模块分析计算后得到电制动请求扭矩，并通过电机制动接口将电制动请求扭矩发送至动力系统控制器，动力系统控制器控制轮边电机组件的IPU模块执行制动能量回收。所述动力系统控制器获得滑行能量回收信号，意图解析后，将滑行能量回收信号传输至IBCU
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RBF模块，经仲裁模块分析计算后得到电制动请求扭矩，并通过电机制动接口将电制动请求扭矩发送至动力系统控制器，动力系统控制器控制轮边电机组件的IPU模块执行滑动能量回收。进而在满电、减速度、路面对开、路面对接等特殊工况下，液压制动实现滑行减速度，会带来如下问题：1、整车满电滑行时，会误导用户，误以为是通过能量回收实现的。2、特殊工况下出现长时间制动，如电机回收故障，VCU响应慢导致能量回收禁用，制动盘非预期的过热及异味，引发客户抱怨。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种驱动和制动的集成系统及电动车辆，有利于提高驱动和制动的冗余度。
[0007]本专利技术所述的驱动和制动的集成系统，包括制动信息采集模块、动力系统控制器、
第一电子控制器和与车轮对应布置的轮边电机组件，所述轮边电机组件包括电机本体和电子机械制动件，所述电机本体的动力输出端通过减速器与车轮连接，所述电子机械制动件作用于电机本体的电机轴，用于制动电机本体的电机轴；所述第一电子控制器输入端与制动信息采集模块和动力系统控制器电连接，获得制动信息采集模块和动力系统控制器输出的控制信号，第一电子控制器输出端与轮边电机组件电连接，基于获得的控制信号控制轮边电机组件产生驱动力矩或制动力矩；所述制动信息采集模块获得制动能量回收信号并将制动能量回收信号发送至动力系统控制器，动力系统控制器控制轮边电机组件执行制动能量回收；所述动力系统控制器获得滑行能量回收信号并将滑行能量回收信号发送至轮边电机组件，控制轮边电机组件执行滑行能量回收。
[0008]进一步，所述动力系统控制器通过安全备份互反馈信号线与制动信息采集模块连接，动力系统控制器在检测到制动信息采集模块失效后，向第一电子控制器发出紧急制动信号，控制轮边电机组件产生制动力矩。
[0009]进一步，所述制动信息采集模块获得制动请求信号，并基于获得的制动请求信号计算分析得到整车减速度期望值，若整车减速度期望值≤第一设定阈值，则通过第一电子控制器控制电机本体工作产生制动力矩，以达到整车减速度期望值；若第一设定阈值＜整车减速度期望值≤第二设定阈值，则通过第一电子控制器控制电机本体和电子机械制动件同时工作产生制动力矩，以达到整车减速度期望值；若第二设定阈值＜整车减速度期望值，则通过第一电子控制器控制电子机械制动件工作产生制动力矩，以达到整车减速度期望值。
[0010]进一步，所述制动信息采集模块包括依次连接的制动踏板、电子踏板模拟器和第二电子控制器，所述电子踏板模拟器通过获得制动踏板被踩下的行程和速度信息，识别驾驶员制动意图并产生相应的制动请求信号；所述第二电子控制器接收电子踏板模拟器发出的制动请求信号，基于获得的制动请求信号分析计算得到各个车轮的制动转矩控制信号并将制动转矩控制信号发送至第一电子控制器。
[0011]进一步，所述第一电子控制器包括前轮控制器和后轮控制器，所述前轮控制器的数量为一个，用于同时控制两个前轮的轮边电机组件，所述后轮控制器的数量为一个，用于同时控制两个后轮的轮边电机组件。
[0012]进一步，所述第一电子控制器中集成有IPU模块和ECU模块，所述IPU模块控制电机本体，实现车辆驱动及能量回收，所述ECU模块控制电子机械制动件，实现车辆基础制动、制动NVH、电子制动。
[0013]进一步，还包括与动力系统控制器连接的传感器单元，所述传感器单元用于实时监控整车车身姿态。
[0014]进一步，所述减速器为两级行星轮减速器，所述电机本体的动力输出端与第一级行星轮减速器的太阳轮传动连接，第一级行星轮减速器的行星架与第二级行星轮减速器的太阳轮传动连接，第二级行星轮减速器的行星架与车轮传动连接。
[0015]进一步，还包括电源模块、整车通讯网关接口及电源接口，所述电源模块能够为驱动和制动的集成系统提供电源及电源交互管理，所述整车通讯网关接口为转速接口，支撑整车转速控制逻辑，为制动信息采集模块、动力系统控制器、第一电子控制器和轮边电机组件提供信息交互通讯的接口；所述电源接口与电源模块交互。
[0016]进一步，所述制动信息采集模块获得制动能量回收信号并将制动能量回收信号发送至动力系统控制器，动力系统控制器控制轮边电机组件执行制动能量回收；
[0017]所述动力系统控制器获得滑行能量回收信号并将滑行能量回收信号发送至轮边电机组件，控制轮边电机组件执行滑行能量回收。
[0018]进一步，还包括ABS功能模块，当ABS功能启用时，对轮边电机组件输出的制动力进行偏正修复，将轮胎滑移率作为目标控制量，通过控制算法使轮胎处于当前路面下的最佳滑移率，且ABS功能模块采用连续控制的算法。
[0019]进一步，所述制动信息采集模块或第一电子控制器中集成有舒适性停车功能，所述舒适性停车功能用于在停车前控制轮边电机组件释放电子机械制动件作用于电机本体的电机轴的制动力矩，使得车辆按设定的舒适性停车性能目标停车，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动和制动的集成系统，其特征在于：包括制动信息采集模块、动力系统控制器、第一电子控制器、与车轮对应布置的轮边电机组件，所述轮边电机组件包括电机本体和电子机械制动件，所述电机本体的动力输出端通过减速器与车轮连接，所述电子机械制动件作用于电机本体的电机轴，用于制动电机本体的电机轴；所述第一电子控制器输入端与制动信息采集模块和动力系统控制器电连接，获得制动信息采集模块和动力系统控制器输出的控制信号，第一电子控制器输出端与轮边电机组件电连接，基于获得的控制信号控制轮边电机组件产生驱动力矩或制动力矩；所述轮边电机组件的数量为四个，其中两个轮边电机组件集成于一体，用于同时控制两个前轮的驱动或制动，另外两个轮边电机组件集成于一体，用于同时控制两个后轮的驱动或制动；所述制动信息采集模块获得制动能量回收信号并将制动能量回收信号发送至动力系统控制器，动力系统控制器控制轮边电机组件执行制动能量回收；所述动力系统控制器获得滑行能量回收信号并将滑行能量回收信号发送至轮边电机组件，控制轮边电机组件执行滑行能量回收。2.根据权利要求1所述的驱动和制动的集成系统，其特征在于：所述动力系统控制器通过安全备份互反馈信号线与制动信息采集模块连接，动力系统控制器在检测到制动信息采集模块失效后，向第一电子控制器发出紧急制动信号，控制轮边电机组件产生制动力矩。3.根据权利要求1或2所述的驱动和制动的集成系统，其特征在于：所述制动信息采集模块获得制动请求信号，并基于获得的制动请求信号计算分析得到整车减速度期望值，若整车减速度期望值≤第一设定阈值，则通过第一电子控制器控制电机本体工作产生制动力矩，以达到整车减速度期望值；若第一设定阈值＜整车减速度期望值≤第二设定阈值，则通过第一电子控制器控制电机本体和电子机械制动件同时工作产生制动力矩，以达到整车减速度期望值；若第二设定阈值＜整车减速度期望值，则通过第一电子控制器控制电子机械制动件工作产生制动力矩，以达到整车减速度期望值。4.根据权利要求1或2所述的驱动和制动的集成系统，其特征在于：所述制动信息采集模块包括依次连接的制动踏板、电子踏板模拟器和第二电子控制器，所述电子踏板模拟器通过获得制动踏板被踩下的行程和速度信息，识别驾驶员制动意图并产生相应的制动请求信号；所述第二电子控制器接收电子踏板模拟器发出的制动请求信号，基于获得的制动请求信号分析计算得到各个车轮的制动转矩控制信号并将制动转矩控制信号发送至第一电子控制器。5.根据权利要求1或2所述的驱动和制动的集成系统，其特征在于：所述第一电子控制器包括前轮控制器和后轮控制器，所述前轮控制器的数量为一个，用于同时控制两个前轮的轮边电机组件，所述后轮控制器的数量为一个，用于同时控制两个后轮的轮边电机组件。6.根据权利要求1或2所述的驱动和制...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑祖雄，李鹏，邹轶，廖承勇，黄春林，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：