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[發(fā)明專利]一種基于規(guī)則的電動輪驅動八輪車輛驅動容錯控制方法有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 202110392148.4 申請日: 2021-04-13
公開(公告)號: CN112886905B 公開(公告)日: 2022-10-14
發(fā)明(設計)人: 曾小華;李敦邁;宋大鳳;李曉建;段朝勝;吳梓喬;黃鈺鋒;李亞朋;岳一霖;鄭琦 申請(專利權)人: 吉林大學
主分類號: H02P29/028 分類號: H02P29/028;H02P23/14;B60L15/20
代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212 代理人: 李榮武
地址: 130012 吉*** 國省代碼: 吉林;22
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 基于 規(guī)則 動輪 驅動 車輛 容錯 控制 方法
【權利要求書】:

1.一種基于規(guī)則的電動輪驅動八輪車輛驅動容錯控制方法,其特征在于,所述控制方法包括單側驅動電機失效容錯控制策略和雙側驅動電機失效容錯控制策略;

電機驅動系統(tǒng)失效劃分為:

根據失效情況發(fā)生時整車是否可控,將失效分為可控失效與不可控失效,針對不可控失效的情況則無法進行容錯控制,必須采取強制措施使車輛盡快停止運行;

各失效形式如下:

單輪失效:此時只有單一電機失效;此種失效為可控失效,車輛驅動力矩的損失通過另外七個正常電機進行補償,橫擺力矩在剩余電機的轉矩范圍內進行控制,損失的縱向力由剩余電機進行補償;

雙輪失效:兩輪失效又劃分為同側兩輪失效與異側“單輪+單輪”組合失效形式;此種失效仍為可控失效,通過設定合理的容錯控制策略,對其他六個正常電機進行驅動力矩再分配,保證車輛的穩(wěn)定性和動力性需求;

三輪失效:三輪失效劃分為同側三輪失效與異側“單輪+兩輪”組合失效形式;此種失效仍為可控失效,通過設定合理的容錯控制策略,對其他五個正常電機進行驅動力矩再分配,保證車輛的穩(wěn)定性需求,但動力性會存在一定損失;

四輪失效:四輪失效劃分為同側四輪失效、異側“單輪+三輪”組合失效與異側“兩輪+兩輪”組合失效形式;此種失效的第一種情況為不可控失效,已無法保證車輛繼續(xù)穩(wěn)定行駛,所以應緊急停車,而另兩種四輪失效情況通過合理的容錯控制策略,對其他四個正常電機進行驅動力矩再分配,可保證車輛的直線行駛穩(wěn)定性需求,但動力性會受到一定損失;

五輪失效:五輪失效劃分為異側“單輪+四輪”組合失效和異側“兩輪+三輪”組合失效形式;此種失效的第一種情況為不可控失效,已無法保證車輛繼續(xù)穩(wěn)定行駛,所以應緊急停車,而另一種五輪失效情況通過合理的容錯控制策略,對其他三個正常電機進行驅動力矩再分配,可滿足車輛的直線行駛穩(wěn)定性需求,但動力性已無法滿足;

六輪失效:六輪失效劃分為異側“兩輪+四輪”組合失效和異側“三輪+三輪”組合失效形式;同樣此種失效的第一種情況為不可控失效,需立即停車處理,而另一種情況在損失較多動力性能的前提下理論上仍利用剩余兩個正常電機對橫擺力矩進行控制保證直線行駛穩(wěn)定性;

七輪失效:七輪失效也即異側“三輪+四輪”組合失效形式,為不可控失效,需立即停車處理;

八輪失效:八輪失效也即“四輪+四輪”組合失效形式,顯然也為不可控失效,需立即停車處理;

單側驅動電機失效容錯控制策略為:

可控失效形式種類過多,在此不能逐一列出針對各種失效形式的容錯規(guī)則,可根據失效電機是否位于同一側將失效情況分成單側電機失效和雙側電機失效兩大類別,并針對這兩類情況分別指定容錯控制規(guī)則;對于單側驅動電機失效的情況,將失效電機失掉的轉矩轉移疊加至同側電機,若同側正常電機在疊加轉矩后超過其最大允許輸出轉矩,則將未失效側電機總分配轉矩降低,此時為滿足車輛的穩(wěn)定性能,會損失車輛部分的動力性能,為了使得每個正常電機變動盡量小,轉移轉矩平均分配至正常電機;具體流程如下:輸入失效前各電機轉矩[T1l T2l T3l T4l T1r T2r T3r T4r],失效電機位置以及失效電機失掉的轉矩ΔT;之后與失效電機位于同側的正常電機疊加相應轉矩ΔT′,如果ΔT′=ΔT,則此時車輛滿足穩(wěn)定性要求,則直接輸出各電機轉矩;如果ΔT′≠ΔT,則此時車輛不滿足穩(wěn)定性要求,仍需異側輪減少相應的轉矩(ΔT-ΔT′),再輸出各電機轉矩;

步驟一、判斷同側輪疊加轉移轉矩ΔT后每個輪是否滿足穩(wěn)定性要求

以左一輪電機失效為例,左一輪故障,丟失轉矩ΔT,同一側車輪疊加轉移轉矩后,判斷其是否滿足穩(wěn)定性要求,穩(wěn)定性要求為:

步驟二、若滿足穩(wěn)定性要求,則輸出轉矩,若不滿足,則繼續(xù)判斷當同側一個車輪達到其最大轉矩Tmax時,另外兩個同側車輪疊加轉移轉矩ΔT-(Tmax-T2l)后每個輪是否滿足穩(wěn)定性要求

若滿足步驟一的穩(wěn)定性要求,則輸出各輪轉矩為:

T′1l=T1l-ΔT

T′jr=Tjr,(j=1,2,3,4)若不滿足步驟一的穩(wěn)定性要求,則繼續(xù)判斷當同側一個車輪達到其最大轉矩Tmax時,另外兩個同側車輪疊加轉移轉矩ΔT-(Tmax-T2l)后每個輪是否滿足穩(wěn)定性要求,穩(wěn)定性要求為:

步驟三、若滿足穩(wěn)定性要求,則輸出轉矩,若不滿足,則繼續(xù)判斷當同側兩個車輪達到其最大轉矩Tmax時,另外一個同側車輪疊加轉移轉矩后每個輪是否滿足穩(wěn)定性要求

若滿足步驟二的穩(wěn)定性要求,則輸出轉矩:

T′1l=T1l-ΔT

T′2l=Tmax

若不滿足步驟二的穩(wěn)定性要求,則繼續(xù)判斷當同側兩個車輪達到其最大轉矩Tmax時,另外一個同側車輪疊加轉移轉矩后每個輪是否滿足穩(wěn)定性要求,穩(wěn)定性要求為:

步驟四、若滿足穩(wěn)定性要求,則輸出轉矩,若不滿足,則使得同側三個車輪達到其最大轉矩Tmax,輸出轉矩:

若滿足步驟三的穩(wěn)定性要求,則輸出轉矩:

T′1l=T1l-ΔT

T′il=Tmax,(i=2,3)

T′jr=Tjr,(j=1,2,3,4)

若不滿足步驟三的穩(wěn)定性要求,則使得同側三個車輪達到其最大轉矩Tmax,輸出轉矩:

T′1l=T1l-ΔT

T′il=Tmax,(i=2,3,4)

T′jr=Tjr,(j=1,2,3,4)。

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