本发明属于车辆电驱动控制，更具体地，涉及一种适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器及其控制方法。
背景技术：
1、随着新能源汽车在世界范围内的普及和发展，越野车也逐渐采用电驱动作为技术路线，由基于分动器的传统四驱技术，向基于前后独立电驱动总成的电四驱技术发展。在这样的趋势和变革下，电四驱越野车的控制系统也不断创新。电四驱技术按照架构，可分为集中式、中央分布式、轮边分布式(也称为轮毂电机)。集中式：驱动电机布置在桥上，左右轮间保留机械差速器或电子差速器的电驱动模块，称为集中式电驱动模块。中央分布式：驱动电机布置在桥上，左右轮间无差速器，左右轮相互独立控制的电驱动模块，称为中央分布式电驱动模块。轮边分布式：驱动电机布置在轮毂，左右轮间无差速器，左右轮相互独立的电驱动模块，称为轮边分布式电驱动模块。现有技术中，集中式、中央分布式、轮边分布式驱动构型的控制需求各不相同，各自开发针对特定的驱动构型的相应的控制器体系，控制器数量众多，难以通用，重复开发。
技术实现思路
1、本发明提供一种适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器，包括：1个主控制器和至少1个副控制器，主、副多合一控制器互为备份，二者控制器硬件结构相同；
2、每个主控制器或副控制器包括：2个用于驱动电机的控制的sic功率驱动模块、用于集中式前后轴扭矩分配/分布式四轮或六轮扭矩分配的扭矩管理模块、用于多档电驱动总成的换挡控制的挡位管理模块、用于电子限滑差速器的控制电子限滑模块、2个用于电驱动总成电子油泵控制的油泵模块；每个模块可选择激活或不激活，以满足集中式被控对象、中央分布式被控对象、轮边分布式被控对象三种不同架构被控对象的控制需求；
3、主控制器与副控制器采用同一控制架构，主、副控制器均包含所有控制模块，通过配置激活相应的控制模块；主控制器在副控制器的控制功能基础上，还负责需要统一协调的控制功能。
4、进一步的，所述统一协调的控制功能包括车辆动力学控制、前后桥扭矩分配、换挡协调管理、四轮扭矩分配、对上层控制器的通信接口功能；副控制器中，也具备主控制器相关功能模块(如：车辆动力学控制、前后桥扭矩分配、换挡协调管理、四轮扭矩分配、对上层控制器的通信接口等)，但平时不激活相应模块；当主控制器失效时，副控制器中的相关主控制功能激活。
5、进一步的，所述集中式被控对象分为前桥和后桥，每个桥包含2档换挡(需要换挡控制)、每个桥单电机(需要1个sic功率驱动模块)、预留电子限滑差速器、1个电子油泵；同时，前桥1个电机，后桥1个电机，前桥和后桥电机之间需要扭矩分配及协调管理控制。
6、进一步的，所述中央分布式的被控对象，分为前桥和后桥，每个桥包含单档速比(不需要换挡控制)、每个桥双电机(需要2个sic功率驱动模块)，且电机布置在桥上，2个电子油泵；同时前后桥共4个驱动电机，需要扭矩分配及协调管理控制。
7、进一步的，所述轮边分布式的被控对象，分为前桥和后桥，每个桥包含单档速比(不需要换挡控制)、每个桥双电机(需要2个sic功率驱动模块)，且电机布置在轮毂中，2个电子油泵。同时前后桥共4个驱动电机，需要扭矩分配及协调管理控制。
8、作为本发明的另一方面，还涉及一种适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器的控制方法，采用权利要求1所述的电驱动多合一控制器实现，主、副控制器在同一个can网络，同一个网段内，通过can报文通信，主控制器将主控制器特有功能(车辆动力学控制、前后桥扭矩分配、换挡协调管理、四轮扭矩分配、对上层控制器的通信接口)运行计算后的结果和指令(分配后的各桥扭矩指令、各轮扭矩指令、换挡协调的指令、上层控制器的指令等)，通过can报文发送给副控制器；副控制器执行主控制器的指令，同时将副控制器所管理的状态信息(副控制器所在桥的挡位/换挡进程、驱动电机当前转速/扭矩/温度、故障信息等)反馈给主控制器；主控制器与副控制器采用控制器角色标识的方法进行角色识别。
9、进一步的，主控制器与副控制器，在同一can网段，两者周期性发送和接受can网络报文。副控制器每10ms收取一次主控制器相关报文信息，当副控制器某次无法获取主控制器报文信息时，视为主控制器报文丢失一次，如副控制器连续5次无法获取主控制器报文，即主控制器报文丢失连续5次。则副控制器判断主控制器失效，随后副控制器将自己的控制器角色标识(controller_role_flag)设定为1，随后激活主控制器特有的相关功能，此时副控制器接替失效的主控制器，行使主控制器的功能。
10、进一步的，采用可复制、可拓展的桥单元，组合成为4x4、6x6、8x8及更多轴的越野车；由4x4越野车，拓展为6x6、8x8甚至更多轴的越野车驱动构型；每个桥单元包含相应的电驱桥总成和多合一控制器，桥单元是可独立布置、运行、可复制、可拓展的模块。(例如：集中式驱动构型中，集中式电驱动桥总成+多合一电驱动控制器组成了一个可复制、可拓展的桥单元，对于4x4越野车，采用2个这样的桥单元，如需拓展6x6越野车，即采用3个这样的桥单元即可；拓展后，主控制器的复杂度和控制难度增加，如车辆动力学控制由4x4车辆模型拓展为6x6车辆模型，四轮扭矩分配拓展为6轮扭矩分配，前后桥扭矩分配拓展为前/中/后三桥扭矩分配，双桥换挡协调管理拓展为三桥换挡协调管理)。
11、进一步的，所述主控制器与副控制器采用控制器角色标识的方法进行角色识别的方法为，设置控制器角色标识变量controller_role_flag，其含义为“控制器角色标识”，该变量可标定；
12、该变量定义为1时，代表该控制器被设定为主控制器。该变量定义为2时，代表该控制器被设定为副控制器。该变量定义为3时，代表该控制器被设定为第二个副控制器(区别于该变量定义为2时的副控制器，该变量定义为3多用于6x6车辆，总共3个桥，3个控制器时)。以此类推，该变量定义为4时，代表该控制器被设定为第三个副控制器。
13、该变量controller_role_flag可标定，可通过标定，实现将多合一控制器设定为不同的角色(主、副)，激活相应的模块，达成车辆的控制需求。例如：将变量controller_role_flag标定为1，软件检测到controller_role_flag＝1，随后该控制器识别到自己作为主控制器运行，随后激活主控制器相关控制功能模块，除了主、副控制器共有的控制功能(如：电子油泵控制、换挡控制、驱动电机控制、跛行功能、故障诊断处理及保护、功能安全、自学习、状态监测等)外，还激活主控制器特有的控制功能包括：车辆动力学控制、前后桥扭矩分配、换挡协调管理、四轮扭矩分配、对上层控制器的通信接口等功能。
14、当将变量controller_role_flag标定为2，软件检测到controller_role_flag＝2，随后该控制器识别到自己作为副控制器运行，随后激活副控制器相关控制功能模块，如：电子油泵控制、换挡控制、驱动电机控制、跛行功能、故障诊断处理及保护、功能安全、自学习、状态监测等。同时关闭该控制器内主控制器特有的控制功能。
15、作为本发明的另一方面，还涉及一种车辆，该车辆配备上述的电驱动多合一控制器。
16、相对于现有技术，本发明具有以下效果：
17、(1)本发明的适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器，控制器包含多个功能模块，可根据需求选择激活或不激活，通过模块的激活与配置实现不同构型的控制；能够满足集中式、中央分布式和轮边分布式三种驱动构型的控制需求，可兼顾以上三种构型，主、副控制器的设定和软硬件通用；支持由4x4到6x6、8x8的拓展。极大提升了越野电四驱控制系统的平台化和通用性，降低重复开发工作量，提升开发效率。
18、(2)本发明的适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器，主副控制器互为备份，副控制器具备主控制器的功能模块，副控制器能够检测主控制器的报文丢失，并在连续丢失报文达到一定次数后，自动切换为主控制器，接管控制功能，能够在主控制器失效时接管控制，保证系统的连续运行。
19、(3)本发明的适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器，主控制器和副控制器硬件相同，通过变量controller_role_flag的标定，可以灵活设定控制器的角色，激活相应的控制模块，实现车辆的控制需求；提升了平台化和通用化水平。
1.一种适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器，其特征在于，包括：1个主控制器和至少1个副控制器，主、副多合一控制器互为备份，二者控制器硬件结构相同；
2.根据权利要求1所述的适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器，其特征在于：所述统一协调的控制功能包括车辆动力学控制、前后桥扭矩分配、换挡协调管理、四轮扭矩分配、对上层控制器的通信接口功能；副控制器中，也具备主控制器相关功能模块，但平时不激活相应模块；当主控制器失效时，副控制器中的相关主控制功能激活。
3.根据权利要求1所述的适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器，其特征在于：所述集中式被控对象分为前桥和后桥，每个桥包含2档换挡、每个桥单电机、预留电子限滑差速器、1个电子油泵；同时，前桥1个电机，后桥1个电机，前桥和后桥电机之间需要扭矩分配及协调管理控制。
4.根据权利要求1所述的适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器，其特征在于，所述中央分布式的被控对象，分为前桥和后桥，每个桥包含单档速比、每个桥双电机，且电机布置在桥上，2个电子油泵；同时前后桥共4个驱动电机，需要扭矩分配及协调管理控制。
5.根据权利要求1所述的适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器，其特征在于，所述轮边分布式的被控对象，分为前桥和后桥，每个桥包含单档速比、每个桥双电机，且电机布置在轮毂中，2个电子油泵；同时前后桥共4个驱动电机，需要扭矩分配及协调管理控制。
6.一种适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器的控制方法，其特征在于：采用权利要求1所述的电驱动多合一控制器实现，主、副控制器在同一个can网络，同一个网段内，通过can报文通信，主控制器将主控制器特有功能运行计算后的结果和指令，指令包括分配后的各桥扭矩指令、各轮扭矩指令、换挡协调的指令、上层控制器的指令，通过can报文发送给副控制器；副控制器执行主控制器的指令，同时将副控制器所管理的状态信息反馈给主控制器；主控制器与副控制器采用控制器角色标识的方法进行角色识别。
7.根据权利要求6所述的适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器的控制方法，其特征在于，主控制器与副控制器，在同一can网段，两者周期性发送和接受can网络报文；副控制器每10ms收取一次主控制器相关报文信息，当副控制器某次无法获取主控制器报文信息时，视为主控制器报文丢失一次，如副控制器连续5次无法获取主控制器报文，即主控制器报文丢失连续5次；则副控制器判断主控制器失效，随后副控制器将自己的控制器角色标识controller_role_flag设定为1，随后激活主控制器特有的相关功能，此时副控制器接替失效的主控制器，行使主控制器的功能。
8.根据权利要求6所述的适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器的控制方法,其特征在于：采用可复制、可拓展的桥单元，组合成为4x4、6x6、8x8及更多轴的越野车；由4x4越野车，拓展为6x6、8x8甚至更多轴的越野车驱动构型；每个桥单元包含相应的电驱桥总成和多合一控制器，桥单元是可独立布置、运行、可复制、可拓展的模块。
9.一根据权利要求6所述的适用于多种驱动构型的电驱动多合一控制器的控制方法：
10.一种车辆，其特征在于，该车辆配备权利要求1-5任一权利要求所述的电驱动多合一控制器。
