一种分布式驱动线控底盘及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种分布式驱动线控底盘及其控制方法，包括用于控制车轮转速的驱动控制系统，用于控制车轮转动角度的转向控制系统，对车辆转速、转动角度进行监测的传感器和底盘域控制器，所述底盘域控制器包括信号处理模块、控制决策模块、模式转换模块、冗余模块和驱动控制模块，在本发明专利技术中通过信号处理模块接收车辆信号并进行处理，之后生成车辆各个系统的状态以及对整车状态的估计结果并发送给控制决策模块，由控制决策模块判断车辆行驶状态，并且结合检测的各系统的工作状态制定控制策略，处理后发送给驱动控制模块、模式装换模块和冗余容/错模块生成驱动控制指令，通过指令控制驱动控制系统、转向控制系统使车辆调整成对应的工作模式。对应的工作模式。对应的工作模式。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式驱动线控底盘及其控制方法


[0001]本专利技术涉及汽车控制
，具体的涉及一种分布式驱动线控底盘及其控制方法。

技术介绍

[0002]分布式驱动电动汽车将电机直接安装在驱动车轮内或驱动车轮附近，发动机被电池所代替，去除传统动力传动系统后，车辆具有更高的传递效率，结构也更为紧凑；此外，分布式驱动电动汽车的电机可单独施加控制，控制方式更加灵活，但是当一侧驱动电机出现故障失效时会产生附加横摆力矩很容易使车辆严重偏航，存在较大的安全隐患，且在转弯的地方，由于某侧驱动电机出现故障容易使前或后轮上两个轮心的轮心速度不协调，从而容易出现一侧的车轮出现拖滑或转滑而导致的功率循环不平衡或汽车不能正常行驶的问题。

技术实现思路

[0003]1.要解决的技术问题
[0004]本专利技术技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，具体地提供了一种分布式驱动线控底盘及其控制方法来提升车辆的安全性、行驶稳定性以及对于不同场景的灵活适应性，以解决现有技术中存在当一侧驱动电机出现故障失效时会产生附加横摆力矩使车辆严重偏航，存在较大安全隐患的问题。
[0005]2.技术方案
[0006]为解决上述问题，本专利技术采取如下技术方案：
[0007]一种分布式驱动线控底盘，包括底盘和通过半轴安装于底盘上的前后四个车轮，还包括
[0008]分布式驱动系统，包括四个与底盘连接且与车轮一一对应并用于独立驱动相应侧车轮的驱动电机和两个分别用于控制前、后两个车轮同轴转动和不同轴转动的离合装置；
[0009]前后车轮轴线控转向系统，包括用于控制两个前车轮同步转向的第一电机线控转向器和与两个后车轮一一对应并用于独立控制相应侧后车轮转向的电机线控转向器；
[0010]用于检测前后车轮转角信息的传感器和用于接收传感器的前后轮转角信号、接收驱动电机的力矩、转速信号的底盘域控制器，所述底盘域控制器还用于控制驱动电机输出力矩、转动速度和用于控制电机转向器的转动方向。
[0011]进一步地，四个所述驱动电机均采用永磁同步电机。
[0012]进一步地，通过两个所述离合装置可以实现前轮两轮同轴驱动以及后轮两轮同轴驱动、前轮两轮独立驱动以及后轮两轮同轴驱动、前轮两轮同轴驱动以及后轮两轮独立驱动和四轮独立驱动四种工作模式。
[0013]进一步地，所述离合装置通过电机控制并用来控制前后车轮上半轴的联动与否。
[0014]一种分布式驱动线控底盘的控制方法，包括用于控制车轮转速的驱动控制系统，
用于控制车轮转动角度的转向控制系统，对车辆转速、转动角度进行监测的传感器和底盘域控制器；
[0015]所述底盘域控制器包括信号处理模块、控制决策模块、模式转换模块、冗余模块和驱动控制模块，所述信号处理模块接收前后轮转角信号、驱动电机力矩、转速信号并进行处理，之后生成车辆各系统的状态以及对整车状态的估计结果并发送给所述控制决策模块，由所述控制决策模块判断车辆行驶状态是否存在故障，并且结合检测的各系统的工作状态来制定控制策略，处理后发送给所述驱动控制模块、模式转换模块和冗余容/错模块生成驱动控制指令，通过指令控制驱动控制系统、转向控制系统使车辆调整成对应的工作模式。
[0016]更进一步地，所述底盘域控制器对四个驱动电机的控制采用电子差速控制。
[0017]3.有益效果
[0018]在本专利技术中，通过离合装置使车辆具有四种不同的形式方式，即前轮两轮同轴驱动以及后轮两轮同轴驱动，前轮两轮独立驱动以及后轮两轮同轴驱动，前轮两轮同轴驱动以及后轮两轮独立驱动和四轮独立驱动四种工作模式，以使车辆能够根据路面情况的特殊性选择与之对应的行驶模式，确保车辆能够在不同路况上进行平稳的行驶，且其中在车辆通过独立的四驱行驶时(因为四驱的使用多数用于路面情况比较差的地方)，此时可通过差速转向和电机转向的相互配合来为线控驱动系统提供额外的安全冗余，以保证车辆在较差路面上行驶的安全性，综上所述可得，通过对不同使用场景的不同模式的切换可以使得车辆能有更好的安全性，提高安全冗余，同时可以用特定模式工作，发挥分布式驱动的优点，改善传统线控车辆过弯不稳定、低附路面打滑失稳等问题。
[0019]在本专利技术中，当某一驱动电机发生故障，可以通过闭合离合装置使得与发生故障驱动电机连接的半轴可以和正常工作驱动电机连接的半轴联动，以使有故障的驱动电机可以和正常工作的电机同轴运转并实现冗余驱动，以避免当一侧驱动电机出现故障失效时会产生附加横摆力矩使车辆严重偏航，存在较大的安全隐患这一问题的出现；此外在一个正常工作的驱动电机带着有故障的驱动电机的情况下，可通过差速转向的协助使左右两侧车轮的轮心速度相协调，以避免因为左右两侧两侧车轮转速差别较大，使一侧的车轮出现拖滑或转滑而导致的功率循环不平衡或汽车不能正常行驶的问题。
附图说明
[0020]图1为本专利技术整体架构的结构示意图。
[0021]图2为车辆在运行时行驶模式的示意图。
[0022]图3为本专利技术的控制原理图；
[0023]图4为电机在故障时底盘域控制器判断过程的流程图。
[0024]附图标记：1、底盘；11、离合装置；12、驱动电机；13、前后车轮轴线控转向系统；14、底盘域控制器；15、动力电池；16、蓄电池；17、传感器。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。
[0026]实施例
[0027]如图1所示的一种分布式驱动线控底盘，包括底盘1和通过半轴安装于底盘1上的
前后四个车轮，还包括
[0028]分布式驱动系统，包括四个与底盘1连接且与车轮一一对应并用于独立驱动相应侧车轮的驱动电机12和两个分别用于控制前、后两个车轮同轴转动和不同轴转动的离合装置11，四个所述驱动电机12均采用永磁同步电机，每个驱动电机12分别控制一个安装有半轴的车轮，且驱动电机12由动力电池15供电驱动；
[0029]需要注意的是：四个驱动电机具体在图1中121、122、123、124标号所指向的位置；
[0030]通过两个所述离合装置11可以实现前轮两轮同轴驱动以及后轮两轮同轴驱动、前轮两轮独立驱动以及后轮两轮同轴驱动、前轮两轮同轴驱动以及后轮两轮独立驱动和四轮独立驱动四种工作模式，其中所述底盘域控制器14对四个驱动电机12的控制采用电子差速控制；如图2所示，四轮独力驱动时可以配合使用差速转向，而当离合装置11闭合只能使用电机转向器转向；当离合装置11断开时主要工作在低速区域，驱动模式为四轮独立驱动，具有分布式轮边驱动汽车的性能，能够发挥分布式轮边驱动车辆的优点，同时在低速段使用分布式轮边驱动模式可以使整车成本降低。驱动当离合装置11闭合两轴连接，主要工作在高速区域，高速区工作转向时不需要较大的转向角，靠电机转向器即可，可以不使用差速转，四个驱动电机12两两同轴驱动；
[0031]前后车轮轴线控转向系统13，包括用于控制两个前车轮同步转向的第一电机线控转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式驱动线控底盘，包括底盘和通过半轴安装于底盘上的前后四个车轮，其特征在于，还包括分布式驱动系统，包括四个与底盘连接且与车轮一一对应并用于独立驱动相应侧车轮的驱动电机和两个分别用于控制前、后两个车轮同轴转动和不同轴转动的离合装置；前后车轮轴线控转向系统，包括用于控制两个前车轮同步转向的第一电机线控转向器和与两个后车轮一一对应并用于独立控制相应侧后车轮转向的电机线控转向器；用于检测前后车轮转角信息的传感器和用于接收传感器的前后轮转角信号、接收驱动电机的力矩、转速信号的底盘域控制器，所述底盘域控制器还用于控制驱动电机输出力矩、转动速度和用于控制电机转向器的转动方向。2.根据权利要求1所述的一种分布式驱动线控底盘，其特征在于，四个所述驱动电机均采用永磁同步电机。3.根据权利要求1所述的一种分布式驱动线控底盘，其特征在于，通过两个所述离合装置可以实现前轮两轮同轴驱动以及后轮两轮同轴驱动、前轮两轮独立驱动以及后轮两轮同轴驱动、前轮两轮同轴驱动以及后轮两轮独立驱动和四轮独立驱动四种工作模式。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪选要，张学成，
申请(专利权)人：安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院芜湖，
类型：发明
国别省市：