详情

原文传递一种轮毂电机车辆失效控制方法及整车控制器

专利名称：	一种轮毂电机车辆失效控制方法及整车控制器
摘要：	本发明涉及轮毂电机车辆失效控制技术领域，公开了一种轮毂电机车辆失效控制方法，包括以下步骤：根据轮毂电机的失效状态选择驱动模式；进入两驱模式时进行纵向驱动力的分配：根据二阶滑模控制方法建立横摆力矩控制器，计算期望横摆力矩；结合驾驶员意图参数和车辆姿态参数设定分配权重系数；采用根据所述期望横摆力矩和分配权重系数进行纵向驱动力的分配；结合所述驱动模式以及纵向驱动力的分配结果对车辆进行失效控制。本发明提供的轮毂电机车辆失效控制方法能够在保证汽车安全行驶的前提下发挥剩余动力性，保证汽车在电机失效状态下安全行驶。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉理工大学
发明人：	付翔;刘道远;张强辉;裴健;吴森
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910667217.0
公开号：	CN110481338A
代理机构：	武汉智嘉联合知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	赵泽夏
分类号：	B60L15/20(2006.01);B;B60;B60L;B60L15
申请人地址：	430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号
主权项：	1.一种轮毂电机车辆失效控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据轮毂电机的失效状态选择驱动模式；进入两驱模式时进行纵向驱动力的分配：根据二阶滑模控制方法建立横摆力矩控制器，计算期望横摆力矩；结合驾驶员意图参数和车辆姿态参数设定分配权重系数；采用根据所述期望横摆力矩和分配权重系数进行纵向驱动力的分配；结合所述驱动模式以及纵向驱动力的分配结果对车辆进行失效控制。 2.根据权利要求1所述的轮毂电机车辆失效控制方法，其特征在于，根据轮毂电机的失效状态选择驱动模式，具体为：如果轮毂电机的失效个数为一个，则控制与失效轮毂电机同轴异侧的轮毂电机停止运行，然后进入两驱模式；如果同轴异侧的两个轮毂电机失效，则进入两驱模式；如果异轴异侧的两个轮毂电机失效，则进入两驱模式；如果同侧的两个轮毂电机失效，则进入停车模式；如果轮毂电机的失效个数为三个或三个以上，则进入停车模式。 3.根据权利要求1所述的轮毂电机车辆失效控制方法，其特征在于，根据二阶滑模控制方法建立横摆力矩控制器，计算期望横摆力矩，具体为：以横摆力矩作为二阶滑模的控制变量，以实际横摆角速度与期望横摆角速度的差值以及实际质心侧偏角与期望质心侧偏角的差值作为二阶滑模的输入变量，以控制权重系数作为二阶滑模的变量控制参数，建立横摆力矩控制器： M＝ξΔγ+(1-ξ)Δβ＝ξ(γtarget-γ)+(1-ξ)(βtarget-β) 其中，M为所述横摆力矩，γ为实际质心侧偏角，β为实际横摆角速度，γtarget为期望质心侧偏角，βtarget为期望横摆角速度，Δγ为实际质心偏侧角与期望质心偏侧角的差值，Δβ为实际横摆角速度与期望横摆角速度的差值，ξ为控制权重系数；获取车辆运动学公式：其中，m为整车质量，vx为车辆纵向速度，为实际质心偏侧角变化率，Fyf为前轴侧向力，Fyr为后轴侧向力，为期望质心侧偏角变化率，α为轮胎侧偏角，Mtarget为期望横摆力矩；获取二阶滑模趋近律：其中，ε为趋近律参数；结合所述横摆力矩控制器、运动学公式以及二阶滑模趋近律，得到期望横摆力矩：其中，为期望横摆角速度变化率，δ为前轴转向轮转角，kf为前轴侧偏刚度，kr为后轴的侧偏刚度，lf为前轴到质心的距离，lr为后轴到质心的距离，IZ为横摆转动惯量。 4.根据权利要求3所述的轮毂电机车辆失效控制方法，其特征在于，结合驾驶员意图参数和车辆姿态参数设定分配权重系数，具体为：计算动力性权重系数和稳定性权重系数：其中，HF为所述动力性权重系数，HM为所述稳定性权重系数，ki均为大于零的常数，i＝1,2,3…,8；轮毂电机的失效个数为一个，选择所述动力性权重系数作为所述约束条件的分配权重系数；同轴异侧的两个轮毂电机失效，选择所述动力性权重系数作为所述约束条件的分配权重系数；异轴异侧的两个轮毂电机失效，选择所述稳定性权重系数作为所述约束条件的分配权重系数。 5.根据权利要求4所述的轮毂电机车辆失效控制方法，其特征在于，根据所述期望横摆力矩和分配权重系数进行纵向驱动力的分配，具体为： Y＝BX Y＝[Fd,Myaw] 其中，X为分配前各车轮的纵向驱动力矩矩阵，Y为分配后各车轮的纵向驱动力及横摆力矩阵，B为分配矩阵，Fd为实际纵向驱动力，Myaw为实际横摆力矩，tf为前轮轮距；设置约束条件计算各车轮的纵向驱动力：其中，Ω为约束参数，Hy为分配权重系数，Ytarget为纵向驱动力及横摆力矩矩阵，FZij为各个车轮的垂向力，Fxij为各个车轮的纵向驱动力，ij＝fl,fr,rl,rr，fl为左前车轮，fr为右前车轮，rl左后车轮，rr右后车轮。 6.根据权利要求5所述的轮毂电机车辆失效控制方法，其特征在于，所述纵向驱动力的分配还包括，对所述纵向驱动力的分配进行二次规划：其中，f(x)为横摆力矩函数，G和P均为规划系数矩阵，μ为地面附着力，FZij为各个车轮的垂向力，Fxij为各个车轮所分配的纵向驱动力，ij＝fl,fr,rl,rr，fl 为左前车轮，fr为右前车轮，rl左后车轮，rr右后车轮，Fmax为最大纵向驱动力；根据所述动力性权重系数和稳定性权重系数计算规划系数矩阵：其中，tf为前轮轮距，tr后轮轮距，Fd_target为车辆纵向总需求力；结合车辆动力学，得到二次规划后各车轮所分配的纵向驱动力：其中，Fd_target为车辆纵向总需求力，tf为前轮轮距，tr后轮轮距。 7.根据权利要求1所述的轮毂电机车辆失效控制方法，其特征在于，还包括，轮毂电机的失效个数为三个时进行纵向驱动力的分配：：判断车辆的行驶方向：如果车辆为直线行驶，则控制电机负载清零并制动停车；如果车辆为左转向行驶，进一步判断正常轮毂电机的位置，如果车辆右后侧轮毂电机正常时，右后侧车轮的纵向驱动力分配为如果车辆右前侧轮毂电机正常时，右前侧车轮的纵向驱动力分配为如果车辆左后侧轮毂电机正常时，左后侧车轮的纵向驱动力分配为如果车辆左前侧轮毂电机正常时，左前侧车轮的纵向驱动力分配为如果车辆为右转向行驶，进一步判断正常轮毂电机的位置，如果车辆右后侧轮毂电机正常时，右后侧车轮的纵向驱动力分配为如果车辆右前侧轮毂电机正常时，右前侧车轮的纵向驱动力分配为如果车辆左后侧轮毂电机正常时，左后侧车轮的纵向驱动力分配为如果车辆左前侧轮毂电机正常时，左前侧车轮的纵向驱动力分配为其中，MZ为转动力矩，δ为前轴转向轮转角，a为前轴到质心的距离，b为后轴到质心的距离。 8.根据权利要求1所述的轮毂电机车辆失效控制方法，其特征在于，还包括，同侧的两个轮毂电机失效时进行纵向驱动力的分配：判断车辆的行驶方向：如果车辆为直线行驶，则控制电机负载清零并制动停车；如果车辆为左转向行驶，进一步判断正常轮毂电机的位置，如果车辆右侧两个轮毂电机正常时，右前侧车轮的的纵向驱动力分配为右后侧车轮的纵向驱动力分配为如果车辆左侧两个轮毂电机正常时，左前侧车轮的的纵向驱动力分配为左后侧车轮的纵向驱动力分配为如果车辆为右转向行驶，进一步判断正常轮毂电机的位置，如果车辆右侧两个轮毂电机正常时，右前侧车轮的纵向驱动力分配为右后侧车轮的纵向驱动力分配为如果车辆左侧两个轮毂电机正常时，左前侧车轮的纵向驱动力分配为左后侧车轮的纵向驱动力分配为其中，MZ为转动力矩，δ为前轴转向轮转角，a为前轴到质心的距离，b为后轴到质心的距离。 9.根据权利要求1所述的轮毂电机车辆失效控制方法，其特征在于，还包括，轮毂电机的失效个数为四个时进行纵向驱动力的分配：各车轮纵向驱动力均分配为零。 10.一种整车控制器，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-9任一所述的轮毂电机车辆失效控制方法。
所属类别：	发明专利