基于失效状态的分布式驱动电动汽车驱动系统控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于失效状态的分布式驱动电动汽车驱动系统控制方法，该控制方法包括：对分布式驱动电动汽车驱动系统的失效情况进行分类研究，依据驱动轮上的驱动电机失效情况将失效分为四类，针对这四类失效模式设计相应的失效转矩再分配控制策略，同时设计失效状态的分布式驱动电动汽车电机控制层结构，控制层结构包括线性二自由度模型、速度控制器和驱动力矩控制器。本发明专利技术提出的失效分类方法能够考虑更多失效情况，大幅提升车辆的可行驶能力，针对失效模式设计的转矩再分配控制策略能够保证车辆的稳定性和动力性，可提高车辆的可行驶能力，验证了失效控制策略的有效性。

【技术实现步骤摘要】
基于失效状态的分布式驱动电动汽车驱动系统控制方法
本专利技术属分布式驱动电动汽车控制
，涉及一种基于失效状态的分布式驱动电动汽车驱动系统控制方法。
技术介绍
自改革开放以来，我国的汽车行业发展迅速，给人民的生活带来了极大的便利。但是，庞大数量的汽车使得全球面临着能源枯竭的危机，新能源汽车正是解决这一难题的关键。纯电动汽车以电池为动力来源，用电机驱动电动汽车，已经成为了新能源汽车技术的主要研究方向。其中，分布式驱动电动汽车在结构上省去了发动机、变速器、差速器等一系列部件，整车可用空间增加，同时提高了电机控制的响应速度，增强了控制的时效性。分布式驱动电动汽车又被称为四轮独立驱动电动汽车，通常有四个相互独立的轮毂电机或轮边电机，是车辆动力输出的执行器。由于分布式驱动电动汽车的执行器和控制单元的复杂程度较高，因此有学者对驱动系统可能出现失效情况及失效情况下的稳定性控制进行了研究。总结下来，一般分为两种失效控制方法，一种是针对特定的失效情况，设计对应的规则对驱动系统失效进行控制；另一种是基于失效情况对目标进行优化控制。<br>但是目前的专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于失效状态的分布式驱动电动汽车驱动系统控制方法，其特征是：所述基于失效状态的分布式驱动电动汽车驱动系统控制方法是以故障因子为影响因素建立失效状态的分布式驱动电动汽车电机控制层结构，通过重新设置故障因子并依此获得左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的输出转矩，并按所述输出转矩控制左前轮、右前轮、左后轮和右后轮；故障因子λ

【技术特征摘要】
1.基于失效状态的分布式驱动电动汽车驱动系统控制方法，其特征是：所述基于失效状态的分布式驱动电动汽车驱动系统控制方法是以故障因子为影响因素建立失效状态的分布式驱动电动汽车电机控制层结构，通过重新设置故障因子并依此获得左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的输出转矩，并按所述输出转矩控制左前轮、右前轮、左后轮和右后轮；故障因子λi为驱动电机的实际输出转矩Ti与期望输出转矩Tdi的比值，其中i＝fl，fr，rl，rr，fl表示左前驱动轮，fr表示右前驱动轮，rl表示左后驱动轮，rr表示右后驱动轮；
所述失效状态的分布式驱动电动汽车电机控制层结构由线性二自由度模型、速度控制器和驱动力矩控制器组成；
所述线性二自由度模型，输入为车辆的实际车速和方向盘转角，输出为车辆期望的横摆角速度和车辆期望的质心侧偏角；
所述速度控制器采用PID控制，通过实际车速与驾驶员期望车速的比较，得出驾驶员的期望转矩；
所述驱动力矩控制器包括上层的滑模控制器和下层的转矩再分配控制器；
所述滑模控制器是对车辆的期望横摆角速度和期望质心侧偏角采用滑模控制进行跟踪控制，并获得附加横摆力矩及附加输出转矩；
所述转矩再分配控制器依据附加输出转矩、驾驶员的期望转矩和重新设置的故障因子获得左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的输出转矩。


2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，重新设置故障因子的具体过程为：
将驱动电机失效情况分为四种模式：失效模式一、失效模式二、失效模式三和失效模式四；
a)所述失效模式一是故障模式只涉及车辆的前驱动轴，包括前驱动轴上单个驱动轮的部分失效和完全失效以及双驱动轮的部分失效和完全失效，后轴驱动轮均正常；该情况下车辆能保持一定的驱动能力，总计8种失效情况；
b)所述失效模式二是故障模式只涉及车辆的后驱动轴，包括后驱动轴上单个驱动轮的部分失效和完全失效以及双驱动轮的部分失效和完全失效，前轴驱动轮均正常；该情况下车辆能保持一定的驱动能力，总计8种失效情况；
c)所述失效模式三是故障模式同时涉及车辆的前驱动轴和后驱动轴，故障驱动轮数包括两轮、三轮以及四轮，按照故障驱动轮数将故障情况分为三种情况，包括：故障涉及异轴两驱动轮、故障涉及三个驱动轮和故障涉及四个驱动轮；
所述故障涉及异轴两驱动轮是两故障轮一个在前轴，一个在后轴，故障情况包括双驱动轮的部分失效和其中一轮部分失效，另一轮完全失效，总计12种失效情况；
所述故障涉及三个驱动轮包括其中一轮完全失效，其他两轮部分失效、同轴两轮完全失效，第三轮部分失效以及三个驱动轮均部分失效，总计20种失效情况；
所述故障涉及四个驱动轮包括单轮完全失效，其他三轮部分失效、同轴两轮完全失效，其他两轮部分失效以及四个驱动轮均部分失效，总计7种失效情况；
d)所述失效模式四包括的故障情况为分布在异轴上的两驱动轮完全失效，其他轮正常或则部分失效或则完全失效，总计25种失效情况；
通过故障因子的值进行故障模式的判断；
判断驱动系统没有故障发生的条件为：



判断故障情况属于所述失效模式一的条件为同时满足：



判断故障情况属于所述失效模式二的条件为同时满足：



判断故障情况属于所述失效模式四的条件为同时满足：



其余情形则为所述失效模式三；
重新设置故障因子如下：
针对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张缓缓，孟佑铭，李庆望，高超，严帅，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31