[发明专利]一种分布式驱动电动汽车的通信控制方法

说明书

本申请提供了一种分布式驱动电动汽车的通信控制方法，将对应多个驱动电机的控制指令，封装至同一个CAN报文中进行发送，多个驱动电机接收该CAN报文后，分别对该报文中对应自身电机的控制指令进行识别并响应。本申请提供的通信控制方法，满足了分布式驱动电动汽车对于多驱动电机的模式控制及转速、转矩等方面的高实时性需求，从根本上解决了由传统CAN通信引起的多个驱动电机对于控制指令的响应时间不一致问题，消除车辆不期望的横摆运动，有效提升分布式驱动电动汽车的行驶安全性及可靠性。此外，本申请披露的通信控制方法及相应的实施方案，均可适用于其它原理相类似的多系统或多部件对于CAN通信实时性、可靠性要求很高的场合。

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，具体涉及一种分布式驱动电动汽车的通信控制方法及数据结构。

背景技术

传统燃油动力车辆以及装备中央驱动电机的电动汽车一般都装有机械式差速器。对于普通差速器，左右驱动轮的转矩分配比例接近1:1，在湿滑路面上其中一个车轮打滑时，传递至该车轮上的驱动转矩大大降低，导致传递至另一侧对应车轮上的驱动力也同比例降低，对车辆的驱动性能以及安全性能会产生较大影响；而具备防滑或限滑功能的差速器可进行左右轮不同比例的驱动力分配，驱动性能及安全性能良好，但是成本较高一般仅用于高档车辆。

分布式驱动电动汽车的至少有一个驱动轴的左右轮上各自装备一台轮毂电机或者轮边电机，每个电机独立工作，实现对各车轮的精确控制，从而可以避免上述现有技术中普通机械差速器所存在的性能及安全隐患，降低车辆的传动系统成本。

但是，分布式驱动电动汽车通过电子控制方式进行力矩分配和差速控制，提升车辆驱动性能和安全性能的同时，电子差速的可靠性同样给汽车的安全性能带来很大挑战：若驱动电机不按既定的控制要求输出相应转矩，则可能导致左右轮输出转矩差别过大，严重时可能导致车辆的横向摆动，影响安全性能。电子差速的可靠性又可分为控制指令源、控制指令的传输以及驱动电机执行控制指令的可靠性。控制指令源一般为VCU(VehicleControl Unit，整车控制器)，即由VCU对车轮进行模式、转矩、转速等参数的计算后得出控制指令；控制指令的传输则涉及VCU向电机发送控制指令的硬件、线路以及控制指令的通信协议；驱动电机通过传输线路以及控制指令通信协议，对指令进行响应，相应地对模式、转矩、转速等输出参数进行调整。

在车载电子技术领域，最为主流的车载电子控制指令通信协议为20世纪80年代由德国Bosch公司开发的CAN(Controller Area Network，控制器局域网)，CAN是Bosch公司为解决现代汽车中众多电子控制单元以及测试仪器之间的实时数据交换问题而开发的一种串行通信协议，CAN的高通信效率和可靠性已被世界认同，并被广泛地应用于汽车、工业自动化、船舶、医疗以及工业设备等领域。CAN2.0B的标准数据帧构成如图1所示，包括帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC段、ACK段、帧结束。仲裁段为11位标识符ID(Identifier)，该ID是每一个CAN报文的唯一标识，描述了报文的特定含义，并决定报文的优先级，ID数值越小，则优先级越高；数据段为CAN通信实际传输的应用数据及这些数据的校验信息，长度为0-8Bytes；CAN通信采用多主站结构，通过对每一个报文的ID进行仲裁，优先级高的报文优先发送，优先级低的报文靠后发送；CAN报文的仲裁及发送过程如图2所示，在A、B、C三个节点分别有一个CAN报文等待发送，A节点的CAN报文ID值为75，B节点的CAN报文ID值为250，C节点的CAN报文ID值为1000，根据前述优先级规则，将分别以广播的形式按照优先级顺序先后发送A、B、C三个CAN报文，所有的节点均可以接收到上述A、B、C三个CAN报文。