CN105857113A - 一种多轮独立驱动电动车故障模式下的驱动扭矩补偿方法 - Google Patents

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Abstract

为了在多轮独立驱动电动车行进过程中，各轮出现故障时，改善整车的动力性以及高速行驶时的稳定性，本发明提供了一种多轮独立驱动电动车故障模式下的驱动扭矩补偿方法，包括：(1)实时检测各车轮对应电机的工作状态；(2)当电机出现故障时，调整电机输出的扭矩。本发明的方法在各车轮出现故障时，能够确保整车驱动力基本不变，改善整车的动力性以及高速行驶时的稳定性。

Description

一种多轮独立驱动电动车故障模式下的驱动扭矩补偿方法
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，更具体地，涉及一种基于多轮独立驱动电动车故障模式下的驱动扭矩补偿方法。
背景技术
多轮独立驱动电动车是指全部车轮均采用主动驱动且具有独立的驱动自由度的电驱动车辆。该类车辆具有多电机联合驱动、传动系统简单、系统冗余度高、机动性能好等突出特点。
驱动控制系统由驱动控制器根据采集的模拟信号判断驾驶员意图及车辆行驶状态，对各驱动电机进行转矩控制，给各电机控制器下发控制信号，完成电机驱动行驶控制。当驱动电机发生故障时，驱动力降低，若不进行相应的控制，会影响到整车的动力性以及高速行驶时的稳定性。
经检索，现有技术中申请号为CN201410754324.4的中国发明专利申请公开了一种多轮独立驱动电动车电机故障处理方法，包括以下步骤：S1、判断故障电机是否位于车辆同侧，若是则进行同侧电机故障处理；若否则进行异侧电机故障处理；S2、判断车速处于高速区还是低速区；S3、若处于低速区，则进行同侧电机故障动力补偿控制；S4、若处于高速区，则进行同侧电机故障稳定性控制；S5、判断车辆两侧故障电机的数目是否相同；如果相同则执行步骤S6；否则执行步骤S9；S6、判断车速处于高速区还是低速区；S7、如果处于低速区，则进行异侧电机故障动力补偿控制；S8、如果处于高速区，则进行异侧驱动电机故障稳定性控制；S9、对车辆两侧故障电机数作差，等效成同侧电机故障处理，跳转到步骤S2。
然而，上述现有技术对电驱动车辆的整车动力性改善有限，而且当电驱动车辆高速行驶时，现有技术的方法无法有效提高其运行稳定性。
发明内容
为了在多轮独立驱动电动车行进过程中，各轮出现故障时，改善整车的动力性以及高速行驶时的稳定性，本发明提供了一种多轮独立驱动电动车故障模式下的驱动扭矩补偿方法，包括：
(1)实时检测各车轮对应电机的工作状态；
(2)当电机出现故障时，调整电机输出的扭矩。
进一步地，所述步骤(2)包括：
(21)如果没有电机发生故障，则进入无故障工作模式，各车轮对应的电机按照实际情况和需要进行扭矩输出；
(22)如果发生电机故障，则改变发生故障的电机的运行模式，以改变发生故障的电机所在的轴的两侧电机输出扭矩；
(23)对发生故障的电机所在轴的两侧电机进行隔离操作，使两侧的电机驱动力均衡，提高所述电动车行驶时的稳定性；
(24)调节其他的所述轴两侧的电机的输出扭矩，以确保行驶过程的驱动保持稳定性。
进一步地，所述步骤(24)中的行驶过程包括加速行驶过程和减速行驶过程。
进一步地，所述步骤(22)进一步包括确定发生故障的电机所在的轴，即故障轴，的个数。
进一步地，根据故障轴的个数与预设值之间的关系以及发生故障的电机的个数，确定电机的运行模式。
进一步地，所述根据故障轴的个数与预设值之间的关系以及发生故障的电机的个数，确定电机的运行模式进一步包括：
A.如果故障轴个数达到第一预设值P，且车辆两侧无故障电机个数均大于或等于第二预设值Q，则无故障电机进入降功率运行模式；
B.如果故障轴个数小于第一预设值P，则令故障轴两侧的电机输出扭矩为零；
C.在不满足上述情况时，车辆电驱控制系统停止工作，等待检查；
其中P>Q。
进一步地，所述第一预设值P为8，所述第二预设值Q为4。
进一步地，所述步骤(21)进一步包括：设置各车轮对应的电机的驱动扭矩不超过规定的最大值，并通过油门踏板的开合度p进行驱动扭矩设置：
Tn＝T额定*p (1)
其中，Tn为第n个车轮对应的电机在无故障状态情况下实际输出的驱动扭矩，T额定为第n个车轮对应的电机输出的规定驱动扭矩，其中n为小于或等于第一预设值P的自然数。
进一步地，所述如果故障轴个数小于第一预设值P，则令故障轴两侧的电机输出扭矩为零进一步包括进入增扭矩控制模式和降功率运行模式。
进一步地，所述进入增扭矩控制模式和降功率运行模式包括：
在发生故障情况下，若发生故障的轴数不超过3个，此时对发生故障的电机所在的轴两侧的驱动扭矩置零，即Tm＝0，其中m为发生故障的轴的个数，Tn *表示当第n个车轮对应的电机发生故障时，该发生故障的电机所在的轴两侧的经过补偿以后的驱动扭矩；无故障轴两侧电机进行增扭矩控制模式的扭矩驱动，对无故障的轴进行如下扭矩补偿：
Tn *＝Tn*Q/(Q-m) (2)
然后，对给定扭矩进行峰值扭矩限幅；
Tn *≤T峰值 (3)
其中T峰值表示对于第n个车轮对应的电机能够输出的扭矩峰值；
在有第二预设值Q个轴均有电机发生故障，且两侧无故障电机个数均大于或等于Q/2时，进入降功率运行模式:
Tn *＝Tn*(Q-1)/Q (4)。
本发明的有益效果为：本发明提供的多轮独立驱动电动车故障模式下的驱动扭矩补偿方法，在行进过程中，在各车轮出现故障时，能够确保整车驱动力基本不变，改善整车的动力性以及高速行驶时的稳定性。
附图说明
图1示出了本发明的驱动扭矩补偿原理图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的技术方案。
如图1所示，其中示出了以电动车具有8个车轮，即下文P＝8且Q＝4的情形。本发明的多轮独立驱动电动车故障模式下的驱动扭矩补偿方法包括：
(1)实时检测各车轮对应电机的工作状态；
(2)当电机出现故障时，调整电机输出的扭矩。
进一步地，所述步骤(2)包括：
(21)如果没有电机发生故障，则进入无故障工作模式，各车轮对应的电机按照实际情况和需要进行扭矩输出；
(22)如果发生电机故障，则改变发生故障的电机的运行模式，以改变发生故障的电机所在的轴的两侧电机输出扭矩；
(23)对发生故障的电机所在轴的两侧电机进行隔离操作，使两侧的电机驱动力均衡，提高所述电动车行驶时的稳定性；
(24)调节其他的所述轴两侧的电机的输出扭矩，以确保行驶过程的驱动保持稳定性。
进一步地，所述步骤(24)中的行驶过程包括加速行驶过程和减速行驶过程。
进一步地，所述步骤(22)进一步包括确定发生故障的电机所在的轴，即故障轴，的个数。
进一步地，根据故障轴的个数与预设值之间的关系以及发生故障的电机的个数，确定电机的运行模式。
进一步地，所述根据故障轴的个数与预设值之间的关系以及发生故障的电机的个数，确定电机的运行模式进一步包括：
A.如果故障轴个数达到第一预设值P，且车辆两侧无故障电机个数均大于或等于第二预设值Q，则无故障电机进入降功率运行模式；
B.如果故障轴个数小于第一预设值P，则令故障轴两侧的电机输出扭矩为零；
C.在不满足上述情况时，车辆电驱控制系统停止工作，等待检查；
其中P>Q。
进一步地，所述第一预设值P为8，所述第二预设值Q为4。
进一步地，所述步骤(21)进一步包括：设置各车轮对应的电机的驱动扭矩不超过规定的最大值，并通过油门踏板的开合度p进行驱动扭矩设置：
Tn＝T额定*p (1)
其中，Tn为第n个车轮对应的电机在无故障状态情况下实际输出的驱动扭矩，T额定为第n个车轮对应的电机输出的规定驱动扭矩(或称额定扭矩、标称扭矩)，其中n为小于或等于第一预设值P的自然数。
进一步地，所述如果故障轴个数小于第一预设值P，则令故障轴两侧的电机输出扭矩为零进一步包括进入增扭矩控制模式和降功率运行模式。
进一步地，所述进入增扭矩控制模式和降功率运行模式包括：
在发生故障情况下，若发生故障的轴数不超过3个，此时对发生故障的电机所在的轴两侧的驱动扭矩置零，即Tm＝0，其中m为发生故障的轴的个数，Tn *表示当第n个车轮对应的电机发生故障时，该发生故障的电机所在的轴两侧的经过补偿以后的驱动扭矩；无故障轴两侧电机进行增扭矩控制模式的扭矩驱动，对无故障的轴进行如下扭矩补偿：
Tn *＝Tn*Q/(Q-m) (2)
然后，对给定扭矩进行峰值扭矩限幅；
Tn *≤T峰值 (3)
其中T峰值表示对于第n个车轮对应的电机能够输出的扭矩峰值；
在有第二预设值Q个轴均有电机发生故障，且两侧无故障电机个数均大于或等于Q/2时，进入降功率运行模式:
Tn *＝Tn*(Q-1)/Q (4)。
虽然已经参照特定实施例介绍了本发明，本领域技术人员将理解，可以在不脱离本发明范围的基础上进行各种改动或进行等效替换。另外，可在不脱离本发明范围的基础上对本发明教导的内容进行各种调整从而适应特定的环境或材料。因此，本发明不应限于所公开的特定实施例，而是应包括属于所附权利要求范围的所有实施方式。

Claims (10)

1.一种多轮独立驱动电动车故障模式下的驱动扭矩补偿方法，包括：
(1)实时检测各车轮对应电机的工作状态；
(2)当电机出现故障时，调整电机输出的扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：
(21)如果没有电机发生故障，则进入无故障工作模式，各车轮对应的电机按照实际情况和需要进行扭矩输出；
(22)如果发生电机故障，则改变发生故障的电机的运行模式，以改变发生故障的电机所在的轴的两侧电机输出扭矩；
(23)对发生故障的电机所在轴的两侧电机进行隔离操作，使两侧的电机驱动力均衡，提高所述电动车行驶时的稳定性；
(24)调节其他的所述轴两侧的电机的输出扭矩，以确保行驶过程的驱动保持稳定性。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(24)中的行驶过程包括加速行驶过程和减速行驶过程。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(22)进一步包括确定发生故障的电机所在的轴，即故障轴，的个数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据故障轴的个数与预设值之间的关系以及发生故障的电机的个数，确定电机的运行模式。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据故障轴的个数与预设值之间的关系以及发生故障的电机的个数，确定电机的运行模式进一步包括：
A.如果故障轴个数达到第一预设值P，且车辆两侧无故障电机个数均大于或等于第二预设值Q，则无故障电机进入降功率运行模式；如果故障轴个数小于第一预设值P，则令故障轴两侧的电机输出扭矩为零；
B.在不满足上述情况时，车辆电驱控制系统停止工作，等待检查；
其中P>Q。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(21)进一步包括：设置各车轮对应的电机的驱动扭矩不超过规定的最大值，并通过油门踏板的开合度p进行驱动扭矩设置：
Tn＝T额定*p (1)
其中，Tn为第n个车轮对应的电机在无故障状态情况下实际输出的驱动扭矩，T额定为第n个车轮对应的电机输出的规定驱动扭矩，其中n为小于或等于第一预设值P的自然数。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述如果故障轴个数小于第一预设值P，则令故障轴两侧的电机输出扭矩为零进一步包括进入增扭矩控制模式和降功率运行模式。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述进入增扭矩控制模式和降功率运行模式包括：
在发生故障情况下，若发生故障的轴数不超过3个，此时对发生故障的电机所在的轴两侧的驱动扭矩置零，即Tm＝0，其中m为发生故障的轴的个数，Tn *表示当第n个车轮对应的电机发生故障时，该发生故障的电机所在的轴两侧的经过补偿以后的驱动扭矩；无故障轴两侧电机进行增扭矩控制模式的扭矩驱动，对无故障的轴进行如下扭矩补偿：
Tn *＝Tn*Q/(Q-m) (2)
然后，对给定扭矩进行峰值扭矩限幅；
Tn *≤T峰值 (3)
其中T峰值表示对于第n个车轮对应的电机能够输出的扭矩峰值；
在有第二预设值Q个轴均有电机发生故障，且两侧无故障电机个数均大于或等于Q/2时，进入降功率运行模式:
Tn *＝Tn*(Q-1)/Q (4)。
10.根据权利要求6-9之一所述的方法，其特征在于，所述第一预设值P为8，所述第二预设值Q为4。
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