一种多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法及系统，方法包括以下步骤：1)判断车辆当前运行状况，当有电机失效时，使失效电机停止工作后进入步骤2)，当有电动轮空转时，使电动轮停止空转后进入步骤2)，当没有电机失效并没有电动轮空转时，进入步骤2)；2)获取各电动轮电机的执行转矩值T

【技术实现步骤摘要】
一种多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法及系统
本专利技术涉及一种多轮独立电驱动车辆的控制方法，尤其涉及一种多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法及系统。
技术介绍
多轮独立电驱动车辆的每个车轮分别由对应的牵引电机单独驱动，如图1所示，每个车轮与对应的轮边减速器以及牵引电机组成电动轮，所有电动轮驱动整车运行。相比传统机械多轮车辆，多轮独立电驱动车辆具有通过能力强、全轮独立可控、电机转矩响应快速以及输出转矩可精确测量等优势，具有广阔的应用前景。由于多轮独立电驱动车辆的牵引电机与动力源采用的是电缆连接，这种“线控”方式在发生故障前，没有任何预警信息，一旦出现单个或多个电机失效，或泥泞湿滑路面电动轮空转打滑的情况，可能会导致整车出现严重事故，因此有必要建立适用于多轮独立电驱动车辆的失效保护机制，以确保整车行驶安全。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种快速有效辨识车辆当前运行状态并根据车辆当前运行状态进行相应调整以确保车辆稳定运行的多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法及系统。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法，包括以下步骤：1)判断车辆当前运行状况，当有电机失效时，使失效电机停止工作后进入步骤2)，当有电动轮空转时，使电动轮停止空转后进入步骤2)，当没有电机失效并没有电动轮空转时，进入步骤2)；2)获取各电动轮电机的执行转矩值TMi和车辆的转向角度值θ；3)根据执行转矩值TMi和转向角度值θ计算各电动轮电机的实际纵向转矩值Txi，根据各电动轮电机的实际纵向转矩值Txi计算车辆的纵向力矩值Txreq和横摆力矩值Tyw，所述纵向力矩值Txreq为所有电动轮电机的纵向转矩值之和，所述横摆力矩值Tyw为每对电动轮电机的纵向转矩值之差的和。优选的，步骤1)具体包括以下步骤：1.1)判断是否存在失效电机，是则实施制动后停止失效电机运转并跳转步骤3)，否则进入步骤1.2)；1.2)判断是否有电动轮空转，是则增大空转电动轮转矩后跳转步骤3)，否则进入步骤1.3)；1.3)进入步骤3)。优选的，步骤1.1)包括以下步骤：1.1.1)读取失效电机数量，若数量大于0，进入下一步，否则跳转步骤2.2)；1.1.2)实施制动，使车辆速度小于安全速度V0；1.1.3)停止给失效电机分配转矩；1.1.4)跳转步骤3)。优选的，步骤1.1.3)具体为：当失效电机数量为1个或失效电机数量为2个且在不同侧时，停止给失效电机分配转矩；当失效电机数量为2个且在同一侧或失效电机数量为2个以上时，将失效电机对侧的电机也设置为失效电机，停止给失效电机分配转矩优选的，步骤1.2)包括以下步骤：1.2.1)设置阈值，根据序号相邻的两个电动轮的速度之差和加速度之差的绝对值与阈值的大小关系判断是否有空转电动轮，是则进入步骤2.2.2)，否则跳转步骤2.3)；1.2.2)降低空转电动轮转速并增加空转电动轮电机的纵向转矩值，直到车辆脱离打滑路面。优选的，步骤1.2.1)中，序号相邻的两个电动轮的速度之差和加速度之差的绝对值均大于或等于预设阈值时，序号较小的电动轮为空转电动轮，函数表达式如下所示：上式中，i＝2n且n≥2，第i个电动轮为空转电动轮，Vi为第i个电动轮的车速，Vi+1为第i+1个电动轮的车速，为第i个电动轮的加速度，为第i+1个电动轮的加速度，δ为电动轮加速度差值的阈值，ε为电动轮速度差值的阈值。优选的，步骤1.2.2)中降低空转电动轮转速并增加空转电动轮电机的纵向转矩值的函数表达式如下：上式中，i＝2n且n≥2，T0表示空转电动轮电机纵向转矩值的初始值，Txi表示空转电动轮电机的实际纵向转矩值，Tm为电机纵向转矩值的最高门槛值，k为转矩上升系数。优选的，步骤3)还需满足约束条件，具体为：电动轮电机的纵向转矩值小于该电动轮与路面之间的附着力产生的转矩，电动轮电机的纵向转矩值还小于该电机的峰值转矩，同时分配给车辆前部电动轮电机的纵向转矩值大于或等于分配给车辆后部电动轮电机的纵向转矩值。优选的，步骤3)函数表达式如下：上式中i＝2n且n≥2，TMi表示第i个电动轮电机的执行转矩值，θ为车辆转向角度值，Txi表示第i个电动轮的电机的实际纵向转矩值，i0为主减速比，r为轮胎半径，Bi为每一对电动轮的轮间距，μi为电动轮与路面之间的附着系数，Ni为车轮垂直载荷，Tmax为电机的峰值转矩。本专利技术还提供一种多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制系统，包括：上层处理器，用于判断车辆当前运行状况，计算各电动轮电机的实际纵向转矩值Txi，以及计算车辆的纵向力矩值Txreq和横摆力矩值Tyw；观测器，用于获取车辆运行状态数据，包括各电动轮电机的执行转矩值TMi、车辆的转向角度值θ、失效电机数量、各电动轮的速度以及各电动轮的加速度。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术将多轮独立电驱动车辆运行中容易出现电机失效、电动轮空转现象和正常运行状态进行在线辨识并做出对应的控制策略。当单个或多个电机失效、以及整车处于轮胎空转打滑模式时，本专利技术的方法能快速有效进行辨识并确保整车稳定运行，避免电机失效或空转直接造成整车停止运行造成损失。同时本专利技术的方法还根据各电机的纵向转矩计算驾驶员期望的纵向力矩值和稳定车辆需要的横摆力矩值，提高了车辆的操作体验，提升了工作效率。附图说明图1为多轮独立电驱动车辆结构示意图。图2为本实施例的方法的步骤示意图。图3为本实施例的方法的具体流程图。图4为直接转矩控制原理图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本实施例中的多轮独立电驱动车辆为6轮独立电驱动车辆，如图2和图3所示，本专利技术的一种多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法，包括以下步骤：1)判断车辆当前运行状况，当有电机失效时，使失效电机停止工作后进入步骤2)，当有电动轮空转时，使电动轮停止空转后进入步骤2)，当没有电机失效并没有电动轮空转时，进入步骤2)；2)获取各电动轮电机的执行转矩值TMi和车辆的转向角度值θ；3)根据执行转矩值TMi和转向角度值θ计算各电动轮电机的实际纵向转矩值Txi，根据各电动轮电机的实际纵向转矩值Txi计算车辆的纵向力矩值Txreq和横摆力矩值Tyw，所述纵向力矩值Txreq为所有电动轮电机的纵向转矩值之和，所述横摆力矩值Tyw为每对电动轮电机的纵向转矩值之差的和。本实施例中1≤i≤6，通过上述步骤，本实施例将多轮独立电驱动车辆运行中容易出现电机失效、电动轮空转现象和正常运行状态进行在线辨识并做出对应的控制策略。当单个或多个电机失效、以及整车处于轮胎空转打本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)判断车辆当前运行状况，当有电机失效时，使失效电机停止工作后进入步骤2)，当有电动轮空转时，使电动轮停止空转后进入步骤2)，当没有电机失效并没有电动轮空转时，进入步骤2)；/n2)获取各电动轮电机的执行转矩值T

【技术特征摘要】
1.一种多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)判断车辆当前运行状况，当有电机失效时，使失效电机停止工作后进入步骤2)，当有电动轮空转时，使电动轮停止空转后进入步骤2)，当没有电机失效并没有电动轮空转时，进入步骤2)；
2)获取各电动轮电机的执行转矩值TMi和车辆的转向角度值θ；
3)根据执行转矩值TMi和转向角度值θ计算各电动轮电机的实际纵向转矩值Txi，根据各电动轮电机的实际纵向转矩值Txi计算车辆的纵向力矩值Txreq和横摆力矩值Tyw，所述纵向力矩值Txreq为所有电动轮电机的纵向转矩值之和，所述横摆力矩值Tyw为每对电动轮电机的纵向转矩值之差的和。


2.根据权利要求1所述的多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法，其特征在于，步骤1)具体包括以下步骤：
1.1)判断是否存在失效电机，是则实施制动后停止失效电机运转并跳转步骤2)，否则进入步骤1.2)；
1.2)判断是否有电动轮空转，是则增大空转电动轮转矩后跳转步骤3)，否则进入步骤1.3)；
1.3)进入步骤3)。


3.根据权利要求2所述的多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法，其特征在于，步骤1.1)包括以下步骤：
1.1.1)读取失效电机数量，若数量大于0，进入下一步，否则跳转步骤1.2)；
1.1.2)实施制动，使车辆速度小于安全速度V0；
1.1.3)停止给失效电机分配转矩；
1.1.4)跳转步骤2)。


4.根据权利要求3所述的多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法，其特征在于，步骤1.1.3)具体为：当失效电机数量为1个或失效电机数量为2个且在不同侧时，停止给失效电机分配转矩；当失效电机数量为2个且在同一侧或失效电机数量为2个以上时，将失效电机对侧的电机也设置为失效电机，停止给失效电机分配转矩。


5.根据权利要求2所述的多轮独立电驱动车辆的稳定性优化控制方法，其特征在于，步骤1.2)包括以下步骤：
1.2.1)设置阈值，根据序号相邻的两个电动轮的速度之差和加速度之差的绝对值与阈值的大小关系判断是否有空转电动轮，是则进入步骤1.2.2)，否则跳转步骤1.3)；
1.2.2)降低空转电动轮转速并增加空转电动轮电机的纵向转矩值，直到车辆脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱欣，何亚屏，刘辉荣，付如愿，梁金成，刘猛，蓝德劭，喻通，张文进，唐勋路，龚毅，李阳阳，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43