一种分布式驱动电控的控制方法及控制系统与流程

1.本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种分布式驱动电控的控制方法及控制系统。


背景技术：

2.随着环境问题和石油危机的日益严重，各国纷纷出台政策法规，一方面，以石油和汽油为燃料的传统汽车收到了限制和冲击，另一方面，新能源汽车因其满足节能和环保的双重要求成为当前各国高校、科研机构和大型车企的研究热点。电动汽车作为新能源汽车中最有前景的重要分支，能源可再生，完全无污染，因此被我国定为当前汽车工业转型的最终战略目标。
3.纯电动汽车由电机驱动，整体式驱动系统由一个电机带动，一方面较大的负荷大大增加了电机的尺寸体积，增加了安装的难度；另一个方面电动汽车在不同的路况和工况下，电机所需的功率不同，单纯的前驱、后驱或者四驱，不能最大化地利用电机特性，使电机效率降低。因此，形成了分布式驱动电控的设计，在每一车辆车轮的旁侧，设有电机控制器，或微控制单元(mcu)。
4.这些分布式排布的mcu在工作时，若发生严重故障(包括与车辆控制单元无法通信)，则将进入安全状态，例如asc(主动短路)/spo(安全脉冲关闭)的状态，从而对mcu进行保护。这种做法，无法根据实际运行情况作出最佳的处理方式，系统的可运行性较差。
5.因此，需要一种新型的分布式驱动电控的控制方法及控制系统，可根据故障位置、数量和情况综合判断后，作出最佳的处理结果。


技术实现要素：

6.为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种分布式驱动电控的控制方法及控制系统，既保证了系统的安全运行，又提高了可用性。
7.本发明公开了一种分布式驱动电控的控制方法，包括以下步骤：
8.分布设置在车辆不同位置处的车辆电控组合内的多个电机控制器通过通信总线互联，形成一车辆电控组合间的局域共享网络，且局域共享网络与车辆控制单元通信连接；
9.每一电机控制器自检，并将自检结果通过与车辆控制单元的通信连接发送至自身所连接的车辆控制单元，并通过局域共享网络发送至任意其他电机控制器与车辆控制单元处；
10.每一电机控制器根据自检结果及任意其他电机控制器的自检结果判断车辆电控组合的电控状态；
11.当电控状态包括任意电机控制器出现故障，但车辆仍呈可控状态时，其余未出现故障的电机控制器将通过局域共享网络向车辆控制器单元转发出现通信故障的电机控制器的故障信息，并转发接收自车辆控制单元的控制指令至与车辆控制单元出现故障的电机控制器；
12.当电控状态包括任意电机控制器出现故障，且车辆呈不可控状态时，车辆电控组合内所有电机控制器通过局域共享网络，进入安全状态。
13.优选地，每一电机控制器根据自检结果及任意其他电机控制器的自检结果判断车辆电控组合的电控状态的步骤包括：
14.结合各电机控制器自检结果及各自所控电机的位置，形成位置信息；
15.当所述位置信息至少包括沿车辆行驶方向上的，控制车辆同侧电机的电机控制器同时出现故障，车辆电控组合内所有电机控制器通过局域共享网络，进入安全状态；
16.当所述位置信息不包括沿车辆行驶方向上的，控制车辆同侧电机的电机控制器同时出现故障，且电机控制器出现与车辆控制单元通信故障而与其他电机控制器与车辆控制单元通信正常时，电机控制器接收自与车辆控制单元未出现通信故障的电机控制器转发的控制指令，并执行。
17.优选地，每一车辆电控组合设有多个电机控制器，每一电机控制器控制至少一个电机；同一电控组合内的电机控制器通过can总线、lin总线或以太网连接；
18.且
19.每一电控模块上设有与内部的电机控制器连接的接口，不同电控模块的接口通过通信总线连接，以形成局域共享网络；
20.当电控状态还包括任意电机控制器的母线电压、电流、温度、电机转速中的一个或多个异常时，其余未出现异常的电机控制器将转发接收自车辆控制单元的控制指令至与车辆控制单元出现异常的电机控制器。
21.优选地，当所述位置信息不包括沿车辆行驶方向上的，控制车辆同侧电机的电机控制器同时出现故障，且电机控制器出现与车辆控制单元通信故障而与其他电机控制器与车辆控制单元通信正常时，电机控制器接收自与车辆控制单元未出现通信故障的电机控制器转发的控制指令，并执行的步骤包括：
22.当位置信息包括一车辆车轮旁侧的电机控制器出现通信故障时，与出现通信故障同排的电机控制器随出现通信故障的电机控制器一同进入安全状态。
23.本发明还公开了一种分布式驱动电控的控制系统，包括分布设置在车辆车轮旁侧的电控模块内的多个电机控制器，
24.分布设置在车辆不同位置处的车辆电控组合内的多个电机控制器通过通信总线互联，形成一局域共享网络，且局域共享网络与车辆控制单元通信连接；
25.每一电机控制器自检，并将自检结果通过与车辆控制单元的通信连接发送至自身所连接的车辆控制单元，并通过局域共享网络发送至任意其他电机控制器与车辆控制单元处；
26.每一电机控制器根据自检结果及任意其他电机控制器的自检结果判断车辆电控组合的电控状态；
27.当电控状态包括任意电机控制器出现故障，但车辆仍呈可控状态时，其余未出现故障的电机控制器将通过局域共享网络向车辆控制器单元转发出现通信故障的电机控制器的故障信息，并转发接收自车辆控制单元的控制指令至与车辆控制单元出现故障的电机控制器；
28.当电控状态包括任意电机控制器出现故障，且车辆呈不可控状态时，车辆电控组
合内所有电机控制器通过局域共享网络，进入安全状态。
29.优选地，结合各电机控制器自检结果及各自所控电机的位置，形成位置信息；
30.当所述位置信息至少包括沿车辆行驶方向上的，控制车辆同侧电机的电机控制器同时出现故障，车辆电控组合内所有电机控制器通过局域共享网络，进入安全状态；
31.当所述位置信息不包括沿车辆行驶方向上的，控制车辆同侧电机的电机控制器同时出现故障，且电机控制器出现与车辆控制单元通信故障而与其他电机控制器与车辆控制单元通信正常时，电机控制器接收自与车辆控制单元未出现通信故障的电机控制器转发的控制指令，并执行。
32.优选地，每一车辆电控组合设有多个电机控制器，每一电机控制器控制至少一个电机；同一电控组合内的电机控制器通过can总线、lin总线或以太网连接；
33.且
34.每一电控模块上设有与内部的电机控制器连接的接口，不同电控模块的接口通过通信总线连接，以形成局域共享网络；
35.当电控状态还包括任意电机控制器的母线电压、电流、温度、电机转速中的一个或多个异常时，其余未出现异常的电机控制器将转发接收自车辆控制单元的控制指令至与车辆控制单元出现异常的电机控制器。
36.优选地，当位置信息包括一车辆车轮旁侧的电机控制器出现通信故障时，与出现通信故障同排的电机控制器随出现通信故障的电机控制器一同进入安全状态。
37.采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
38.1.对于电机控制器是否需要进入安全状态的判断方式更加丰富，在保证系统安全运行的基础上，增加了可用性；
39.2.当需要电机控制器进入安全状态时，故障处理时间短，更快进入安全状态。
附图说明
40.图1为符合本发明一优选实施例中分布式驱动电控的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
41.以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
42.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
43.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
44.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第
一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
45.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
46.在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
47.在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
48.参阅图1，为符合本发明一优选实施例中分布式驱动电控的控制方法的流程示意图，在该实施例中，控制方法包括以下步骤：
49.s100：分布设置在车辆不同位置处的车辆电控组合内的多个电机控制器通过通信总线互联，形成一车辆电控组合间的局域共享网络，且所述局域共享网络与车辆控制单元通信连接；
50.车辆车轮在车辆上排布时，呈双数排列，例如4个或其他双数个。在车辆车轮的旁侧，或是车辆其他位置处，设有多个车辆电控组合，如电控模块，用于形成车辆车轮与车辆控制单元的控制连接媒介。电控模块可放置车车辆车轮的旁边，或是一列车辆车轮间。每一车辆电控组合内设有多个电机控制器，每一电机控制器用于对每一车辆车轮的控制。为实现在某一电机控制器出现故障时，仍可向其下发指令并执行的目的，所有电机控制器通过一通信总线，例如can总线、lin总线互联，形成一局域共享网络。该局域共享网络与车辆控制单元通信连接。具体地，以电控模块原通过can总线与车辆控制单元通信连接为例，新增加一路通信总线，将各电机控制器通信连接，形成一共享链路，使得各自的状态可互相共享，无需再通过车辆控制单元转发或下发。
51.s200：每一电机控制器自检，并将自检结果与车辆控制单元的通信连接发送至自身所连接的车辆控制单元，并通过通过局域共享网络发送至任意其他电机控制器与车辆控制单元处；
52.在车辆运行时，电机控制器将周期性地自检，检查自身的工作状态，例如与车辆控制单元的通信状态是否正常、运行状态是否正常时，无论所自检的结果如何，都将把自检结果通过该局域共享网络发送至其他电机控制器与车辆控制单元处。也就是说，各电机控制器无主从之分，每一电机控制器都将接收从而获知其他电机控制器的状态，以及其他电机控制器与车辆控制单元的通信状态。
53.s300：每一电机控制器根据自检结果及任意其他电机控制器的自检结果判断车辆电控组合的电控状态；
54.所有的电机控制器根据自身的自检结果，以及任意其他电机控制器的自检结果，
判断车辆电控组合的电控状态。例如电机控制器本身是否出现故障、其他电机控制器是否出现故障、是否需要协同帮助其他电机控制器获取车辆控制单元的指令等。
55.s400：当所述电控状态包括任意电机控制器出现故障，但车辆呈可控状态时，其余未出现故障的电机控制器将通过局域共享网络向车辆控制器单元转发出现通信故障的电机控制器的故障信息，并转发接收自车辆控制单元的控制指令至与车辆控制单元出现故障的电机控制器。
56.若电控状态出现任意电机控制器发生故障时，可将该电机控制器定义为失控mcu，该失控mcu可能无法自车辆控制单元接收指令。由此，将进一步判断出现的故障是否会使得在已建立了局域共享网络下，车辆是否仍可控(即车辆控制单元是否可借助于局域共享网络对所有电机控制器进行控制，使得车辆处于可以控制还是不可以控制状态)，在可控状态时与车辆控制单元出现通信故障的电机控制器将转发接收自车辆控制单元的控制指令至与失控mcu，使得该mcu仍可接收到控制指令，无需进入安全状态，仍可正常工作。
57.s400’：当所述电控状态包括任意电机控制器出现故障，且车辆呈不可控状态时，车辆电控组合内所有电机控制器通过局域共享网络，进入安全状态
58.反之，若故障的数量过多，或通信故障较为严重，使得车辆电控组合呈不可控状态时，该出现故障的电机控制器才会进入安全状态。
59.具有上述配置后，对于出现故障的电机控制器而言，其虽然无法直接接收控制指令，但可接收所转发的控制指令，仍以车辆控制单元的控制指令为先，进行相应的协同控制(即不需要进入安全状态)。
60.一优选实施例中，步骤s300包括：
61.s310：结合各电机控制器自检结果及各自所控电机的位置，形成位置信息；
62.当故障为通信故障时，根据出现通信故障的电机控制器的位置，将判断整个电控模块集成处于“可控”情况，或者处于“不可控”情况。“可控”情况即在当前情况下，车辆仍可正常工作；“不可控”情况即在当前情况下，车辆无法正常工作，需进入安全状态。根据出现故障的电机控制器以及各自所控制的电机的位置，形成有一位置信息。
63.s320：当位置信息至少包括沿车辆行驶方向上的，控制车辆同侧电机的电机控制器同时出现故障，车辆电控组合内所有电机控制器通过局域共享网络，进入安全状态；
64.沿车辆行驶方向上的一列车辆车轮指的是一列上的前后轮同时出现通信故障时，电机控制器将自动进入安全状态(即便此时其他电机控制器仍可转发控制指令)，该进入安全状态的执行的优先级可高于车辆控制单元的控制指令，更快速地对行驶情况进行响应。同时，也将过局域共享网络发送自身的电控状态至未与车辆控制单元出现通信故障的电机控制器，使得其他电机控制器也将获知这些失控mcu的状态。而其他电机控制器可降额或分配不同转矩处理，以应对虽然正常，但其实有故障产生的情况。
65.s330：当所述位置信息不包括沿车辆行驶方向上的，控制车辆同侧电机的电机控制器同时出现故障，且电机控制器出现与车辆控制单元通信故障而与其他电机控制器与车辆控制单元通信正常时，电机控制器接收自与车辆控制单元未出现通信故障的电机控制器转发的控制指令，并执行
66.反之，通信故障只发生在前轮或后轮旁侧的电机控制器时，整车仍处于“可控”情况，电机控制器的内部逻辑为，车辆控制单元形成的控制指令优先级更高，仍依此执行。
67.最佳地，步骤s330还可包括：
68.s331：当位置信息包括一车辆车轮旁侧的电机控制器出现通信故障时，与出现通信故障同排的电机控制器随出现通信故障的电机控制器一同进入安全状态
69.若一个电机控制器出现通信故障时，优选地，可将与其平行(同排)的电机控制器一并进入安全状态(即便该平行的电机控制器正常运行)，以实现两边平衡控制，对于系统的安全运行反而有更佳的控制效果。
70.一优选实施例中，每一车辆电控组合(或成为电控板)内设有两个或多个，使得每一电机控制器控制至少一个电机(即每个单电机控制器控制一个电机，或每个电机控制器控制两个电机)，同一电控模块内的电机控制器通过can总线、lin总线或以太网连接，以can总线为例，can总线间可增加安全电阻。且每一电控模块上设有与内部的电机控制器can总线连接的can总线接口，不同电控模块的can总线接口通过can总线连接，以形成局域共享网络。此外，除上述实施例中提及的通信故障外，当电控状态还包括任意电机控制器的母线电压、电流、温度、电机转速中的一个或多个异常时，其余未出现异常的电机控制器将转发接收自车辆控制单元的控制指令至与车辆控制单元出现异常的电机控制器。
71.本发明还公开了一种分布式驱动电控的控制系统，包括分布设置在车辆车轮旁侧的电控模块内的多个电机控制器，分布设置在车辆不同位置处的车辆电控组合内的多个电机控制器通过通信总线互联，形成一局域共享网络，且局域共享网络与车辆控制单元通信连接；每一电机控制器自检，并将自检结果通过与车辆控制单元的通信连接发送至自身所连接的车辆控制单元，并通过局域共享网络发送至任意其他电机控制器与车辆控制单元处；每一电机控制器根据自检结果及任意其他电机控制器的自检结果判断车辆电控组合的电控状态；当电控状态包括任意电机控制器出现故障，但车辆仍呈可控状态时，其余未出现故障的电机控制器将通过局域共享网络向车辆控制器单元转发出现通信故障的电机控制器的故障信息，并转发接收自车辆控制单元的控制指令至与车辆控制单元出现故障的电机控制器；当电控状态包括任意电机控制器出现故障，且车辆呈不可控状态时，车辆电控组合内所有电机控制器通过局域共享网络，进入安全状态。
72.优选地或可选地，结合各电机控制器自检结果及各自所控电机的位置，形成位置信息；当所述位置信息至少包括沿车辆行驶方向上的，控制车辆同侧电机的电机控制器同时出现故障，车辆电控组合内所有电机控制器通过局域共享网络，进入安全状态；当所述位置信息不包括沿车辆行驶方向上的，控制车辆同侧电机的电机控制器同时出现故障，且电机控制器出现与车辆控制单元通信故障而与其他电机控制器与车辆控制单元通信正常时，电机控制器接收自与车辆控制单元未出现通信故障的电机控制器转发的控制指令，并执行。
73.优选地或可选地，每一车辆电控组合设有多个电机控制器，每一电机控制器控制至少一个电机；同一电控组合内的电机控制器通过can总线、lin总线或以太网连接；且每一电控模块上设有与内部的电机控制器连接的接口，不同电控模块的接口通过通信总线连接，以形成局域共享网络；当电控状态还包括任意电机控制器的母线电压、电流、温度、电机转速中的一个或多个异常时，其余未出现异常的电机控制器将转发接收自车辆控制单元的控制指令至与车辆控制单元出现异常的电机控制器。
74.优选地或可选地，当位置信息包括一车辆车轮旁侧的电机控制器出现通信故障
时，与出现通信故障同排的电机控制器随出现通信故障的电机控制器一同进入安全状态。
75.应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。