双电机控制系统、双电机控制器及其协调控制方法_2

文档序号:9869536阅读:来源:国知局
提供的双电机控制器,由于整车控制单元、第一电机控制单元和第二 电机控制单元设置在一块控制芯片中,作为该控制芯片内部的H个功能模块,所W整车控 制单元与第一电机控制单元和第二电机控制单元之间的数据传输不会由于物理传输介质 的限制而产生数据传输延迟;另外,所述双电机控制器利用一块控制芯片实现整车控制单 元与第一电机控制单元和第二电机控制单元的集成,实现了双电机控制器的轻量化、低成 本化、高可靠性化的设计,提高了控制芯片资源的利用率。
[0035] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且部分地从说明书中变得 显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要 求书W及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0036] 附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实 施例共同用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0037] 图I示出了现有技术中双电机控制系统的结构示意图;
[003引图2示出了本发明实施例双电机控制器的一种结构示意图;
[0039] 图3示出了本发明实施例双电机控制器的另一种结构示意图;
[0040] 图4示出了本发明实施例双电机控制系统的一种结构示意图;
[0041] 图5示出了本发明实施例双电机控制系统的另一种结构示意图;
[0042] 图6示出了本发明实施例双电机控制器的协调控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0043] W下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据W实施。需要说明 的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例W及各实施例中的各个特征可W相互结合, 所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0044] 为克服现有技术中双电机控制系统存在的技术缺陷:
[004引(1)在现有技术中双电机控制系统中,整车控制模块11、第一电机驱动模块21和 第二电机驱动模块31分别设置在H个控制芯片中,两电机驱动芯片与整车控制芯片1之间 通过CAN总线进行数据(如控制指令)的传输;整车控制芯片1分别向两个电机驱动芯片 分配控制指令,各电机驱动芯片接收控制指令后进行响应,然而,由于CAN总线本身的物理 特性,导致整车控制芯片1发出的控制指令的时刻与电机驱动芯片响应该控制指令的时刻 之间存在延时,送将不利于电机动态特性的快速响应;
[0046] 特别地,在应用双电机控制系统的电动汽车中,可W对两套电机驱动芯片进行独 立控制,因此系统可W采用电子差速控制方法替代复杂的机械差速系统,从而保证行驶时 驱动车轮与地面保持纯滚动状态,减小车轮与地面摩擦力,延长汽车各部件的寿命。在整 车控制芯片1中,经过电子差速控制算法,计算出车辆左右驱动轮不同的转矩指令,最终经 CAN总线传输给左右轮的电机驱动芯片。然而,由于CAN总线本身的物理特性,整车控制芯 片1发出的转矩指令和电机响应的转矩存在延时,所W会导致两个电机驱动芯片接收来自 整车控制芯片1的指令在时序上不同步,经电机控制算法计算后,输出到驱动模块的控制 信号也不会同步,最后难W保证两电机驱动系统的协调控制,会影响电子差速控制的效果。
[0047] 似由于在现有技术中双电机控制系统中,整车控制模块11、第一电机驱动模块 21和第二电机驱动模块31分别设置在H个控制芯片中,所W单个控制芯片的利用率低,多 个控制芯片大大降低了整个系统的可靠性、增大了整个系统的故障发生几率的同时增加了 生产成本。本发明实施例提供了一种双电机控制器、具有该双电机控制器的双电机控制系 统、W及该对电机控制器的协调控制方法。
[0048] 如图2所示,是本发明实施例双电机控制器的结构示意图,所述双电机控制器4设 置在一块控制芯片上,控制芯片内部存储有W下功能模块;整车控制单元100、第一电机控 制单元200和第二电机控制单元300。
[0049] 具体地,所述整车控制单元100,设置为确定第一电机驱动指令和第二电机驱动指 令。第一电机控制单元200,设置为根据所述整车控制单元100发送的第一电机驱动指令控 制第一电机Ml。第二电机控制单元300,设置为根据所述整车控制单元100发送的第二电 机驱动指令控制第二电机M2。
[0050] 在本实施例中,由于整车控制单元100、第一电机控制单元200和第二电机控制单 元300设置在一块控制芯片中,作为该控制芯片内部的H个功能模块,所W整车控制单元 100与第一电机控制单元200和第二电机控制单元300之间的数据传输不会由于物理传输 介质(例如【背景技术】中提到的CAN总线)的限制而产生数据传输延迟;另外,本实施例利用 一块控制芯片实现整车控制单元100与第一电机控制单元200和第二电机控制单元300的 集成,实现了双电机控制器4的轻量化、低成本化、高可靠性化的设计,提高了控制芯片资 源的利用率。从而解决了 W下技术问题:由于CAN总线本身的物理特性,导致整车控制芯片 1发出的驱动指令的时刻与电机驱动芯片响应该驱动指令的时刻之间存在延时,送将不利 于电机动态特性的快速响应;由于整车控制模块11、第一电机驱动模块21和第二电机驱动 模块31分别设置在H个控制芯片中,所W单个控制芯片的利用率低,多个控制芯片大大降 低了整个系统的可靠性、增大了整个系统的故障发生几率的同时增加了生产成本。
[0051] 在本发明一优选的实施例中,所述双电机控制器4优选为中央处理器(CPU, Central Processing Unit)、微控制器(MCU, Micro Control Unit)、单片机(Single chip microcomputer)、可编程逻辑控制器(PLC, Programm油Ie Logic Controller)或者嵌入式 处理器中的一种。
[0052] 在本发明一优选的实施例中,为了更好地实现双电机的协调控制,对上述双电机 控制器4进行W下改进,参照图3 :
[0053] 所述双电机控制器4还包括存储单元400,所述存储单元400也是所述控制芯片内 部存储的一个功能模块。
[0054] 所述整车控制单元100包括电机驱动指令集确定单元101和指令发送单元102,具 体地;所述电机驱动指令集确定单元101,设置为每隔设定的第一控制周期确定n组电机驱 动指令集,其中每组所述电机驱动指令集中包括设定的中断时刻、W及均与所述中断时刻 相对应的第一电机驱动指令和第二电机驱动指令;所述指令发送单元102,设置为将所述n 组电机驱动指令集存储在所述存储单元400中。送里,n为大于1的自然数,中断时刻为下 一第一控制周期内的时刻,n组电机驱动指令集共涉及n组中断时刻,送些中断时刻共同确 定了在下一个第一控制周期内其它控制模块要读取电机驱动指令(第一电机驱动指令和 第二电机驱动指令)的具体时间,并且,送n组中断时刻两两之间优选为等间隔设置,间隔 为设定的第二控制周期,所述第二控制周期优选为电机控制周期。例如,第一控制周期为 1ms,第二控制周期为lOOus,若中断时刻等间隔设置,贝U
[00巧]所述第一电机控制单元200具体设置为每逢所述中断时刻,立即停止当前的动作 并进入中断服务:在所述存储单元400中查询与当前中断时刻对应的第一电机驱动指令后 中断返回;根据查询到的(中断返回的)所述第一电机驱动指令控制所述第一电机Ml。类 似地,所述第二电机控制单元300具体设置为每逢所述中断时刻,立即停止当前的动作并 进入中断服务:在所述存储单元400中查询与当前中断时刻对应的第二电机驱动指令后中 断返回;根据查询到的(中断返回的)所述第二电机驱动指令控制所述第二电机M2。送 里,由于中断操作W及在存储单元400中查询电机驱动指令均为本领域技术人员常规采用 的控制方法,所W在本文中不再进行展开说明。
[0056] 本实施例采用指令缓存的方式进行电机驱动指令的快速传输,即在某个设定的中 断时刻,第一电机控制单元200和第二电机控制单元300同时停止当前的动作,在存储单元 400中查询到与当前中断时刻相对应的电机驱动指令,然后通过中断返回的
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