CN103318051A - 一种四驱电动车电驱动系统失效控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种四驱电动车电驱动系统失效控制方法，首先针对电驱动系统失效情况进行失效类型判断及失效控制策略选择，采用不同的失效控制策略进行控制，从而保证驾驶员可靠安全地对四驱电动车进行操作。其中，车速保持型失效控制策略的控制目标是：根据失效情况，增大目标车轮的驱动力矩，维持总驱动力大小使车速能够保持，保持四驱电动车在失效情况下的驱动性，通过分配目标车轮上的纵向力，减少实际车辆参数与理想值之间的差异，提高车身稳定性；减速停车型失效控制策略以轨迹保持和迅速停车为控制目标，让四驱电动车的行驶轨迹与未失效情况下的车辆轨迹尽量一致，这样不仅可以避免车辆轨迹急剧变化造成的安全隐患，而且符合驾驶员的驾驶期望。
Description
技术领域
本发明属于电动车电机控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种在四驱电动车电驱动系统失效的情况下，如何进行控制，以实现电动车安全可靠地保持车速行驶或减速停车的控制方法。
背景技术
为了应对能源短缺、环境污染等日益突出的问题，电动车以其低排放、低噪声等优点目前已成为研究的热点。
目前，四轮驱动轮毂汽车即四驱电动车是今后发展的主要方向之一。与当今的市场上使用的两驱电动车相比，由于四驱电动车有四个驱动电机，因此可以运行于较恶劣的路况环境，并且可以提供更大的驱动力。同时，也对四驱电动车四个车轮的控制提出了更高的控制要求：对于四驱电动车的控制不仅需要完成普通电动车对转速转矩控制精度的要求，还要实现对于所增加的电驱动系统的可靠性进行保证。
由于四驱电动车同时存在四个电驱动系统，使得四驱电动车整体出现故障的概率增加，与此同时，当四个电驱动系统其中某些出现故障时，就会导致电动车出现安全隐患，甚至影响驾驶员生命安全，因此需要一种失效控制方法，保证四驱电动车电驱动系统失效时，可以正常地进行减速停车操作或保持车速行驶。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种四驱电动车电驱动系统失效控制方法，以实现对出现电驱动系统失效的四驱电动车的控制，保证四驱电动车正常地进行减速停车操作或保持车速行驶，提高了四驱电动车的安全性。
为实现以上目的，本发明四驱电动车电驱动系统失效控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、失效类型判断及失效控制策略选择
根据反馈的轮毂电机信息来确定失效情况：
1.1）、单电机失效
左前轮电机失效或右前轮电机失效时，使用后两轮电机作为驱动电机，从而将四驱模式转换为后驱模式；
左后轮电机失效或右后轮电机失效时，使用前两轮电机作为驱动电机，从而将四驱模式转换为前驱模式；
前驱模式或后驱模式均采用车速保持型失效控制策略对目标车轮即后两轮或前两轮进行控制；
1.2）、双电机失效
在前两轮电机失效情况下，转换为后驱模式；后两轮电机失效情况下，车辆可以转换为前驱模式，均采用车速保持型失效控制策略目标车轮即后两轮或前两轮进行控制；
左侧两轮电机或右侧失效两轮电机情况下，采用减速停车型失效控制策略进行控制；
左前轮右后轮电机失效或右前轮左后轮电机失效情况下，采用车速保持型失效控制策略对目标车轮即右前轮左后轮或左前轮右后轮进行控制；
1.3）、三电机失效
三轮电机失效情况下，采用减速停车型失效控制策略进行控制；
（2）、车速保持型失效控制策略
首先失效时刻的确定总驱动力矩，并在目标车轮上进行重新分配，得到各目标车轮的驱动力矩，通过增大目标车轮的驱动力矩，以维持原有的总驱动力；同时二自由度参考模型根据当前的方向盘转角δ和车速vx计算出当前的理想横摆角速度γ*，通过与四驱电动车当前实际的横摆角速度γ相减得到横摆角速度偏差Δγ，将横摆角速度偏差Δγ输入模糊控制器，得到附加横摆力矩M；根据附加横摆力矩M值的大小，计算出各目标车轮驱动电机所需分配的附加驱动力矩的大小，然后与各自重新分配得到的驱动力矩相加作为最终输出给各个车轮电机的指令转矩，输出相应的驱动力，以实现理想横摆角速度跟踪；
（3）、减速停车型失效控制策略
采集方向盘转角，如果是零，则采取简单控制策略，将所有车轮设为从动轮，四个车轮电机转矩均设为零；如果不为零，则采取基于规则的驱动力控制策略，具有为：
3.1）、右两轮控制模式：在左转工况左两轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右两轮的驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到右两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；在右转工况左两轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右两轮的驱动力矩，直到降低为零，然后保持不变；
3.2）、左两轮控制模式：在左转工况右两轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左两轮的驱动力矩，直到降低为零，然后保持不变；在右转工况右两轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左两轮的驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到左两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；
3.3）、右后轮控制模式：在左转工况前两轮和左后轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右后轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到左两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；在右转工况前两轮和左后轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右后轮驱动力矩，直到降低为零，然后保持不变；
3.4）、左后轮控制模式：在左转工况前两轮和右后轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左后轮驱动力矩，直到降为零，然后保持不变；在右转工况前两轮和右后轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左后轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到右两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；
3.5）、右前轮控制模式：在左转工况后两轮和左前轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右前轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到右前轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；在右转工况后两轮和左前轮电机失效，以一定的斜率降低右前轮驱动力矩，直到降为零，然后保持不变；
3.6）、左前轮控制模式：在左转工况后两轮和右前轮电机失效情况西安，以一定的斜率降低左前轮驱动力矩，以一定的斜率降低左前轮驱动力矩，直到降为零，然后保持不变；在右转工况后两轮和右前轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左前轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到左前轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变。
本发明的目的是这样实现的：
本发明四驱电动车电驱动系统失效控制方法，首先针对四驱电动车在运行过程中出现电驱动系统失效情况进行失效类型判断及失效控制策略选择，采用不同的失效控制策略即车速保持型失效控制策略或减速停车型失效控制策略进行控制，从而保证驾驶员可靠安全地对四驱电动车进行操作。其中，车速保持型失效控制策略的控制目标是：根据失效情况，增大目标车轮的驱动力矩，维持总驱动力大小使车速能够保持，保持四驱电动车在失效情况下的驱动性，通过分配目标车轮上的纵向力，减少实际车辆参数与理想值之间的差异，提高车身稳定性；减速停车型失效控制策略以轨迹保持和迅速停车为控制目标，让四驱电动车的行驶轨迹与未失效情况下的车辆轨迹尽量一致，这样不仅可以避免车辆轨迹急剧变化造成的安全隐患，而且符合驾驶员的驾驶期望。
附图说明
图1是本发明四驱电动车电驱动系统失效控制方法的原理框图；
图2是图1所示车速保持型失效控制策略结构框图；
图3是图1所示车速保持型失效控制的流程图；
图4是图1所示减速停车型失效控制流程图；
图5是左前轮电机失效时车辆行驶轨迹对比图；
图6是左前轮电机失效时四个车轮驱动力矩曲线图；
图7是左后轮右后轮电机失效时车辆行驶轨迹对比图；
图8是左后轮右后轮电机失效时四个车轮驱动力矩曲线图；
图9是右前轮后两轮电机失效时车辆行驶轨迹对比图；
图10是右前轮后两轮电机失效时四个车轮驱动力矩曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
图1是本发明四驱电动车电驱动系统失效控制方法的原理框图。
在本实施例中，如图1所示，本发明四驱电动车电驱动系统失效控制方法包括三部分：失效类型判断及失效控制策略选择1、车速保持型控制策略2、减速停车型控制策略3。
1、失效类型判断及失效控制策略选择
失效类型判断用于将电驱系统失效情况，选择失效控制策略即车速保持型控制策略或减速停车型控制策略。首先根据反馈的轮毂电机信息来确定失效情况：
（1）、单电机失效：左前轮电机失效、右前轮电机失效、左后轮电机失效、右后轮电机失效；
在单电机失效情况下，剩余三个电机驱动系统可以继续运行。显然可以使用前两轮电机作为驱动电机，从而将四驱模式转换为前驱模式，或者使用后两轮电机作为驱动电机，从而将四驱模式转换为后驱模式，从而保持车速，使车辆继续正常行驶。因此，单电机失效的四种情况都采用车速保持型失效控制策略对目标车轮即后两轮或前两轮进行控制。
（2）、双电机失效又可以分为两类：
同侧双电机失效：前两轮电机失效、后两轮电机失效、左前轮左后轮电机失效、右前轮右后轮电机失效；
在同侧双电机失效类型中，前两轮电机失效情况下，车辆可以转换为后驱模式；后两轮电机失效情况下，车辆可以转换为前驱模式。但是，左侧两轮电机失效情况下，若使用右侧车轮电机提供驱动力，将造成车身左右侧受力不平衡，从而引起车身失稳，因此该情况下应该迅速减速停车；同理，右侧两轮电机失效情况下，若使用左侧车轮电机提供驱动力，将造成车身左右侧受力不平衡，从而引起车身失稳，因此该情况下也应该迅速减速停，即减速停车型失效控制策略进行控制。
对侧双电机失效：左前轮右后轮电机失效、右前轮左后轮电机失效；
在对侧双电机失效类型中，左前轮右后轮电机失效情况下，若用右前轮电机和左后轮电机提供驱动，由于车身左右侧受力可以进行调节从而维持车身平衡，因此划分为车速保持型失效控制策略；同理，右前轮左后轮电机失效情况下，若用左前轮电机和右后轮电机提供驱动，由于车身左右侧受力可以进行调节从而维持车身平衡，因此划分为车速保持型失效控制策略。
（3）三轮电机失效又可以分为两类：
三轮电机失效：前两轮左后轮电机失效、前两轮右后轮电机失效、左前轮后两轮电机失效、右前轮后两轮电机失效；
在三轮电机失效中，在前两轮左后轮电机失效情况下，若使用右后轮电机提供驱动力，将造成车身左右侧受力不平衡，从而引起车身失稳，因此该情况下应该迅速减速停车；同理，在其他三种三轮电机失效情况下，驱动剩余的单个车轮电机，将造成车身左右侧受力不平衡，从而引起车身失稳，因此这三种失效情况下也应该迅速减速停车，即采用减速停车型失效控制策略进行控制。
2、车速保持型失效控制策略
为保持四驱电动车在电驱动系统失效情况下的驱动性和车身稳定性，车速保持型失效控制策略的控制目标是：
（1）、根据四驱电动车的失效情况，增大目标车轮的驱动力矩，维持总驱动力大小使车速能够保持，保持四驱电动车在失效情况下的驱动性。
（2）、根据四驱电动车的行驶状态即当前的方向盘转角δ和车速vx，判断车辆行驶是否稳定，通过分配目标车轮上的纵向力，减少实际车辆参数与理想值之间的差异，提高车辆稳定性。
四驱电动车行驶过程中，当发生车速保持型的电驱动系统失效时，将导致车辆状态与期望的运动状态存在一定偏差。为了提高车辆的操纵稳定性，一般将控制目标确定为使车辆行驶时的运动状态跟踪事先定义的理想状态。在本发明中，以横摆角速度为控制变量，对汽车进行稳定性控制，在高附着系数路面上可以得到很好的车辆行驶状态。而城市路况是最常见的车辆运行环境，附着系数较高，质心侧偏角对车辆横摆力矩影响较小，汽车的横摆角速度可以很好的描述汽车的横向运动，因此以此为控制变量进行控制的设计，使实际四驱电动车的横摆角速度能够迅速跟踪理想模型的横摆角速度。
因此制定车速保持型失效控制方法为：根据当前的失效情况，确定可用于控制的目标车轮，首先失效时刻的确定总驱动力矩，并在目标车轮上进行重新分配，得到各目标车轮的驱动力矩，通过增大目标车轮的驱动力矩，以维持原有的总驱动力。前的方向盘转角δ和车速vx计算出当前的理想横摆角速度γ*，通过与四驱电动车当前横摆角速度γ相减得到横摆角速度偏差Δγ，将横摆角速度偏差Δγ输入模糊控制器，得到附加横摆力矩M；根据附加横摆力矩M值的大小，计算出各目标车轮驱动电机所需分配的附加驱动力矩的大小，然后与各自重新分配得到的驱动力矩相加作为最终输出给各个车轮电机的指令转矩，输出相应的驱动力，以实现理想横摆角速度跟踪。
3、减速停车型失效控制策略
降速停车型失效属于比较严重的故障，此时车速已经不能维持，因此以安全停车为控制目标。
为避免在停车过程中，车身出现较大的状态变化，引起车身失稳或者驾驶员恐慌，减速停车型失效控制策略以轨迹保持和迅速停车为控制目标。让车辆的行驶轨迹与未失效情况下的车辆轨迹尽量一致，这样不仅可以避免车辆轨迹急剧变化造成的安全隐患，而且符合驾驶员的驾驶期望。
在直线行驶工况即方向盘转角为零的情况下，由于减速停车型失效情况下只能对单侧正常工作电机的驱动力进行控制，无论加驱动力或是制动力都会造成车身受力不平衡，导致车辆偏离直线航向。因此，采取简单控制策略，将所有车轮设为从动轮，四个车轮电机转矩均设为零。
在转向行驶工况下，在减速停车型失效情况下，总驱动力损失较大，造成车速突降而引起转向半径急剧变小，同时车身左右侧受力不平衡也造成行驶方向的偏转。在这种情况下，若只是采用简单控制策略会造成行驶轨迹严重偏离正常行驶轨迹，且减速效果不佳（不考虑机械刹车）。
右两轮控制模式：在左转工况下，左两轮电机失效会造成严重过度转向。通过给右两轮施加制动力的方法，可以有效地减小横摆力矩，矫正转向过度趋势。为避免驱动力突变给车身稳定性造成不利影响，降为零后增大制动力力矩，直到右两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变。在右转工况左两轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右两轮的驱动力矩，直到降低为零，然后保持不变。
左两轮控制模式：在左转工况下右两轮电机失效会造成过度转向。通过给左两轮施加驱动力的方法，可以减小横摆力矩，矫正转向过度趋势。为避免驱动力突变给车身稳定性造成不利影响，采用以一定的斜率降低左两轮的驱动力矩，直到降为零，然后保持不变；在右转工况右两轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左两轮的驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到左两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变。
右后轮控制模式：在左转工况下前两轮和左后轮电机失效会造成明显过度转向。通过给右后轮施加制动力的方法，可以减小横摆力矩，矫正转向过度趋势。为避免驱动力突变给车身稳定性造成不利影响，以一定的斜率降低右后轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到左两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；在右转工况前两轮和左后轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右后轮驱动力矩，直到降低为零，然后保持不变。
左后轮控制模式：在左转工况下前两轮和右后轮电机失效会造成过度转向。通过给左后轮施加驱动力的方法，可以减小横摆力矩，矫正转向过度趋势。为避免驱动力突变给车身稳定性造成不利影响，以一定的斜率降低左后轮驱动力矩，直到降为零，然后保持不变；在右转工况前两轮和右后轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左后轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到右两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变。
右前轮控制模式：在左转工况下后两轮和左前轮电机失效会造成明显过度转向。通过给右前轮施加制动力的方法，可以减小横摆力矩，矫正转向过度趋势。为避免驱动力突变给车身稳定性造成不利影响，以以一定的斜率降低右前轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到右前轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；在右转工况后两轮和左前轮电机失效，以一定的斜率降低右前轮驱动力矩，直到降为零，然后保持不变。
左前轮控制模式：在左转工况下后两轮和左前轮电机失效会造成过度转向。通过给左前轮施加驱动力的方法，可以减小横摆力矩，矫正转向过度趋势。为避免驱动力突变给车身稳定性造成不利影响，一定的斜率降低左前轮驱动力矩，直到降为零，然后保持不变；在右转工况后两轮和右前轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左前轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到左前轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变。
本发明针对四轮驱动电动车在运行过程中出现电驱动系统失效的进行失效控制策略的设计。对电驱动系统故障进行分类，针对不同的故障采用不同的失效控制策略进行控制，从而保证驾驶员可靠安全的对车辆进行操作。
在本实施例中，如图1所示，首先根据反馈的轮毂电机信息来确定失效情况，然后选择选择失效控制策略即车速保持型控制策略或减速停车型控制策略进行控制。
车速保持型失效控制策略采用基于直接横摆力矩控制的分层控制结构；上层为驱动力矩和横摆力矩制定层。其中驱动力矩制定策略保存有各个电机在失效时刻的输出转矩，并采集加速踏板信息，确定总驱动力矩，并在目标车轮上进行重新分配。横摆力矩制定策略同时二自由度参考模型根据当前的方向盘转角δ和车速vx计算出当前的理想横摆角速度γ*，通过与四驱电动车当前横摆角速度γ相减得到横摆角速度偏差Δγ，将横摆角速度偏差Δγ输入模糊控制器，得到附加横摆力矩M。
下层为驱动力矩分配层。先根据当前失效情况确定需要进行驱动力分配的目标车轮，根据上层计算得到的附加横摆力矩根据附加横摆力矩M值的大小，计算出各目标车轮驱动电机所需分配的附加驱动力矩的大小，然后与各自重新分配得到的驱动力矩相加作为最终输出给各个车轮电机的指令转矩，输出相应的驱动力，以实现理想横摆角速度跟踪。
减速停车型失效控制策略由两个模块组成：简单控制策略模块和基于规则的驱动力控制策略模块。
采集方向盘转角为零，则采取简单控制策略，将所有车轮设为从动轮，四个车轮电机转矩均设为零。基于规则的驱动力控制模块保存有各个电机在失效时刻的输出转矩，并采集方向盘信息，根据失效情况选择需控制目标车轮，并根据制一定的规则输出指令转矩，具体前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。
图2是图1所示车速保持型失效控制策略结构框图。
在本实施例中，图2中Ti=1,2,3,4为四个轮毂电机的驱动转矩给定值，δ、vx、γ分别是方向盘转角、车速和当前实际的横摆角速度，M是基于模糊逻辑的横摆力矩控制器输出的附加横摆力矩。该控制策略由两层组成，其中上层为驱动力矩和横摆力矩制定层，下层为驱动力矩分配层。
图3是图1所示车速保持型失效控制的流程图。
在本实施中，图3所示，模式1表示前轮控制模式，模式2表示后轮控制模式，模式3表示左前轮右后轮控制模式，模式4表示右前轮左后轮控制模式。
首先根据失效类型进行驱动模式判断，进而在对应目标车轮进行总驱动力矩、附加横摆力矩的分配。分配时，如果目标车轮分配的驱动力矩大于电机的最大转矩，则设定为最大转矩。
图4是图1所示减速停车型失效控制流程图。
在本实施例中，如图1所示，由方向盘转角δ是否为零判断是简单控制策略还是基于规则的驱动力控制策略。模式5表示右两轮控制模式，模式6表示左两轮控制模式，模式7表示右后轮控制模式，模式8表示左后轮控制模式，模式9表示右前轮控制模式，模式10表示左前轮控制模式。
在基于规则的驱动力控制策略中，首先根据失效类型进行驱动模式判断，进而在对应目标车轮进行驱动力矩控制。
实例
针对总质量1296kg，绕Z轴转动惯量1750kgm2，轴距2.57m，质心到前轴的距离1.25m，质心到后轴的距离1.32m，前轮距1.405m，后轮距1.399m，质心高度0.45m，车轮半径0.326m的四驱电动车进行验证。
图5是左前轮电机失效时车辆行驶轨迹对比图，从图5中可以看出，简单控制时，四个车轮均没有驱动力，车速迅速减小，转弯半径较正常行驶时有明显减小；加失效控制后，车速和转弯半径几乎与正常行驶时相同。
图6为失效控制下四个车轮驱动力矩曲线图。从图6中可以看出，17s时左前轮电机失效，导致输出驱动力矩降为0。17.5s时失效控制介入，为了保证左右侧驱动力矩的平衡，将右前轮电机输出驱动力矩也降为0，总驱动力矩在目标车轮即左后轮和右后轮中进行分配，因此这两轮电机输出驱动力矩变为原来的两倍，同时直接横摆力矩控制算法对这两车轮电机的驱动力矩进行调整，并很快趋于稳定。
图7是左后轮右后轮电机失效时车辆行驶轨迹对比图。从图7中可以看出，简单控制时，四个车轮均没有驱动力，车速迅速减小，转弯半径较正常行驶时有明显减小；加失效控制后，车速和转弯半径几乎与正常行驶时相同。从图8中可以看出，17s时左后轮右后轮电机失效，导致输出转矩降为0。17.5s时失效控制介入，将总驱动力矩在目标车轮在目标车轮即左前轮和右前轮中进行分配，因此这两车轮电机输出驱动力矩变为原来的两倍，同时直接横摆力矩控制算法对这两轮电机输出驱动力矩进行调整，并很快趋于稳定。
图9是右前轮后两轮电机失效时车辆行驶轨迹对比图。从图9中可以看出，简单控制时四个车轮均没有驱动力，转弯半径比正常行驶时有明显减小；加失效控制后，转弯半径更接近于正常行驶轨迹，而且车速比简单控制时降得更快。从图10中可以看出17s时前两轮右后轮电机失效，导致输出驱动转矩降为0。17.5s时失效控制介入，将右前轮电机的驱动力矩按斜率-2降低，降为零后增大制动力力矩，直到左前轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (2)
1.一种四驱电动车电驱动系统失效控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、失效类型判断及失效控制策略选择
根据反馈的轮毂电机信息来确定失效情况：
1.1）、单电机失效
左前轮电机失效或右前轮电机失效时，使用后两轮电机作为驱动电机，从而将四驱模式转换为后驱模式；
左后轮电机失效或右后轮电机失效时，使用前两轮电机作为驱动电机，从而将四驱模式转换为前驱模式；
前驱模式或后驱模式均采用车速保持型失效控制策略对目标车轮即后两轮或前两轮进行控制；
1.2）、双电机失效
在前两轮电机失效况下，转换为后驱模式；后两轮电机失效情况下，车辆可以转换为前驱模式，均采用车速保持型失效控制策略目标车轮即后两轮或前两轮进行控制；
左侧两轮电机或右侧失效两轮电机情况下，采用减速停车型失效控制策略进行控制；
左前轮右后轮电机失效或右前轮左后轮电机失效情况下，采用车速保持型失效控制策略对目标车轮即右前轮左后轮或左前轮右后轮进行控制；
1.3）、三电机失效
三轮电机失效情况下，采用减速停车型失效控制策略进行控制；
（2）、车速保持型失效控制策略
首先失效时刻的确定总驱动力矩，并在目标车轮上进行重新分配，得到各目标车轮的驱动力矩，通过增大目标车轮的驱动力矩，以维持原有的总驱动力；同时二自由度参考模型根据当前的方向盘转角δ和车速vx计算出当前的理想横摆角速度γ*，通过与四驱电动车当前实际的横摆角速度γ相减得到横摆角速度偏差Δγ，将横摆角速度偏差Δγ输入模糊控制器，得到附加横摆力矩M；根据附加横摆力矩M值的大小，计算出各目标车轮驱动电机所需分配的附加驱动力矩的大小，然后与各自重新分配得到的驱动力矩相加作为最终输出给各个车轮电机的指令转矩，输出相应的驱动力，以实现理想横摆角速度跟踪；
（3）、减速停车型失效控制策略
采集方向盘转角，如果是零，则采取简单控制策略，将所有车轮设为从动轮，四个车轮电机转矩均设为零；如果不为零，则采取基于规则的驱动力控制策略，具有为：
3.1）、右两轮控制模式：在左转工况左两轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右两轮的驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到右两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；在右转工况左两轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右两轮的驱动力矩，直到降低为零，然后保持不变；
3.2）、左两轮控制模式：在左转工况右两轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左两轮的驱动力矩，直到降低为零，然后保持不变；在右转工况右两轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左两轮的驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到左两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；
3.3）、右后轮控制模式：在左转工况前两轮和左后轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右后轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到左两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；在右转工况前两轮和左后轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右后轮驱动力矩，直到降低为零，然后保持不变；
3.4）、左后轮控制模式：在左转工况前两轮和右后轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左后轮驱动力矩，直到降为零，然后保持不变；在右转工况前两轮和右后轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左后轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到右两轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；
3.5）、右前轮控制模式：在左转工况后两轮和左前轮电机失效情况下，以一定的斜率降低右前轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到右前轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变；在右转工况后两轮和左前轮电机失效，以一定的斜率降低右前轮驱动力矩，直到降为零，然后保持不变；
3.6）、左前轮控制模式：在左转工况后两轮和右前轮电机失效情况西安，以一定的斜率降低左前轮驱动力矩，以一定的斜率降低左前轮驱动力矩，直到降为零，然后保持不变；在右转工况后两轮和右前轮电机失效情况下，以一定的斜率降低左前轮驱动力矩，降为零后增大制动力力矩，直到左前轮电机制动力力矩最大值，然后保持不变。
2.根据权利要求1所述的四驱电动车电驱动系统失效控制方法，其特征在于，所述车速保持型失效控制策略采用基于直接横摆力矩控制的分层控制结构；
上层为驱动力矩和横摆力矩制定层；其中驱动力矩制定策略保存有各个电机在失效时刻的输出转矩，并采集加速踏板信息，确定总驱动力矩，并在目标车轮上进行重新分配；横摆力矩制定策略同时二自由度参考模型根据当前的方向盘转角δ和车速vx计算出当前的理想横摆角速度γ*，通过与四驱电动车当前横摆角速度γ相减得到横摆角速度偏差Δγ，将横摆角速度偏差Δγ输入模糊控制器，得到附加横摆力矩M；
下层为驱动力矩分配层，先根据当前失效情况确定需要进行驱动力分配的目标车轮，根据上层计算得到的附加横摆力矩根据附加横摆力矩M值的大小，计算出各目标车轮驱动电机所需分配的附加驱动力矩的大小，然后与各自重新分配得到的驱动力矩相加作为最终输出给各个车轮电机的指令转矩，输出相应的驱动力，以实现理想横摆角速度跟踪。
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103932847A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-23 | 中国石油大学(华东) | 一种基于线控技术的智能轮椅车及控制方法 |
| CN104276155A (zh) * | 2014-08-20 | 2015-01-14 | 浙江科技学院 | 一种基于左右电动轮差动\制动控制的电动汽车控制方法 |
| CN104753285A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-01 | 哈尔滨工业大学 | 弧面二自由度永磁轮毂电机 |
| CN105459849A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-06 | 富士重工业株式会社 | 车辆的控制装置及车辆的控制方法 |
| CN106166960A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-11-30 | 中国人民解放军空军第航空学院 | 四轮独立驱动电动汽车的质心侧偏角控制方法 |
| CN108215941A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-29 | 浙江中车电车有限公司 | 一种纯电城市客车轮毂驱动控制方法及系统 |
| CN109107142A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-01 | 上海知此电子科技有限公司 | 一种电动滑板及其冗余控制方法 |
| CN110481338A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-22 | 武汉理工大学 | 一种轮毂电机车辆失效控制方法及整车控制器 |
| CN110712525A (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种轮边电机驱动系统的跛行控制方法及系统 |
| CN110758113A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-07 | 江苏理工学院 | 一种分布式电驱动汽车的混杂控制系统、控制方法和控制装置 |
| CN111152661A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-05-15 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种四轮分布式驱动客车电驱动系统失效控制方法 |
| CN112886905A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-06-01 | 吉林大学 | 一种基于规则的电动轮驱动八轮车辆驱动容错控制方法 |
| WO2021189948A1 (zh) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 常州工学院 | 一种四轮独立驱动电动汽车控制方法及系统 |
| CN113733929A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-12-03 | 北京中辰瑞通科技有限公司 | 轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法及装置 |
| CN113968205A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-01-25 | 吉林大学 | 一种基于多轴电驱动车辆的复合制动容错控制方法及车辆 |
| CN114084115A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 瀚德万安(上海)电控制动系统有限公司 | 用于车辆的制动系统和制动方法 |
| CN114296437A (zh) * | 2020-09-22 | 2022-04-08 | 芜湖伯特利电子控制系统有限公司 | 一种车辆轨迹控制方法 |
| US12109895B1 (en) | 2020-09-24 | 2024-10-08 | Apple Inc. | Motion system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1621265A (zh) * | 2003-11-27 | 2005-06-01 | 日产自动车株式会社 | 电动机驱动的四轮驱动车辆的控制装置及相关控制方法 |
| CN102442223A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-05-09 | 清华大学 | 一种基于二次优化的分布式驱动电动汽车失效控制系统 |
| CN102975631A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-20 | 沈阳工业大学 | 四轮全驱电动汽车轴饱和补偿姿态控制系统及控制方法 |
| DE102012211349A1 (de) * | 2011-10-31 | 2013-05-02 | Hyundai Motor Company | System und Verfahren zum Regeln eines Fahrzeugs unter Verwendung eines radinternen Systems |
-
2013
- 2013-06-19 CN CN201310241894.9A patent/CN103318051B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1621265A (zh) * | 2003-11-27 | 2005-06-01 | 日产自动车株式会社 | 电动机驱动的四轮驱动车辆的控制装置及相关控制方法 |
| CN102442223A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-05-09 | 清华大学 | 一种基于二次优化的分布式驱动电动汽车失效控制系统 |
| DE102012211349A1 (de) * | 2011-10-31 | 2013-05-02 | Hyundai Motor Company | System und Verfahren zum Regeln eines Fahrzeugs unter Verwendung eines radinternen Systems |
| CN102975631A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-20 | 沈阳工业大学 | 四轮全驱电动汽车轴饱和补偿姿态控制系统及控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 褚文博，罗禹贡，韩云武，李克强: "基于规则的分布式电驱动车辆驱动系统失效控制", 《机械工程学报》 * |
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103932847A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-23 | 中国石油大学(华东) | 一种基于线控技术的智能轮椅车及控制方法 |
| CN103932847B (zh) * | 2014-04-04 | 2016-08-31 | 中国石油大学(华东) | 一种基于线控技术的智能轮椅车及控制方法 |
| CN104276155A (zh) * | 2014-08-20 | 2015-01-14 | 浙江科技学院 | 一种基于左右电动轮差动\制动控制的电动汽车控制方法 |
| CN104276155B (zh) * | 2014-08-20 | 2017-10-24 | 浙江科技学院 | 一种基于左右电动轮差动/制动控制的电动汽车控制方法 |
| CN105459849A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-06 | 富士重工业株式会社 | 车辆的控制装置及车辆的控制方法 |
| CN105459849B (zh) * | 2014-09-30 | 2017-08-01 | 株式会社斯巴鲁 | 车辆的控制装置及车辆的控制方法 |
| US9889743B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-02-13 | Subaru Corporation | Vehicle control device and vehicle control method |
| CN104753285A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-01 | 哈尔滨工业大学 | 弧面二自由度永磁轮毂电机 |
| CN104753285B (zh) * | 2015-04-03 | 2017-07-28 | 哈尔滨工业大学 | 弧面二自由度永磁轮毂电机 |
| CN106166960A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-11-30 | 中国人民解放军空军第航空学院 | 四轮独立驱动电动汽车的质心侧偏角控制方法 |
| CN108215941A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-29 | 浙江中车电车有限公司 | 一种纯电城市客车轮毂驱动控制方法及系统 |
| CN108215941B (zh) * | 2018-02-02 | 2024-01-30 | 浙江中车电车有限公司 | 一种纯电城市客车轮毂驱动控制方法及系统 |
| CN110712525A (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种轮边电机驱动系统的跛行控制方法及系统 |
| CN109107142B (zh) * | 2018-10-17 | 2019-12-06 | 上海知此电子科技有限公司 | 一种电动滑板及其冗余控制方法 |
| CN109107142A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-01 | 上海知此电子科技有限公司 | 一种电动滑板及其冗余控制方法 |
| CN110481338A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-22 | 武汉理工大学 | 一种轮毂电机车辆失效控制方法及整车控制器 |
| CN110481338B (zh) * | 2019-07-23 | 2022-12-27 | 武汉理工大学 | 一种轮毂电机车辆失效控制方法及整车控制器 |
| CN110758113A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-07 | 江苏理工学院 | 一种分布式电驱动汽车的混杂控制系统、控制方法和控制装置 |
| CN111152661A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-05-15 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种四轮分布式驱动客车电驱动系统失效控制方法 |
| WO2021189948A1 (zh) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 常州工学院 | 一种四轮独立驱动电动汽车控制方法及系统 |
| CN114084115B (zh) * | 2020-08-24 | 2023-04-28 | 瀚德万安(上海)电控制动系统有限公司 | 用于车辆的制动系统和制动方法 |
| CN114084115A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 瀚德万安(上海)电控制动系统有限公司 | 用于车辆的制动系统和制动方法 |
| CN114296437A (zh) * | 2020-09-22 | 2022-04-08 | 芜湖伯特利电子控制系统有限公司 | 一种车辆轨迹控制方法 |
| US12109895B1 (en) | 2020-09-24 | 2024-10-08 | Apple Inc. | Motion system |
| CN112886905A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-06-01 | 吉林大学 | 一种基于规则的电动轮驱动八轮车辆驱动容错控制方法 |
| CN113733929B (zh) * | 2021-06-22 | 2023-05-30 | 北京中辰瑞通科技有限公司 | 轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法及装置 |
| CN113733929A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-12-03 | 北京中辰瑞通科技有限公司 | 轮毂电机驱动车辆的车轮转矩协调控制方法及装置 |
| CN113968205A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-01-25 | 吉林大学 | 一种基于多轴电驱动车辆的复合制动容错控制方法及车辆 |
| CN113968205B (zh) * | 2021-12-01 | 2024-05-28 | 吉林大学 | 一种基于多轴电驱动车辆的复合制动容错控制方法及车辆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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