【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆控制，尤其是涉及一种分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法。
技术介绍
1、在车辆电动化发展趋势下，分布式电动车因其独特的驱动布置形式及传动方式成为电动汽车研究的热点。分布式电驱动系统也逐渐地运用到高端电动越野车上，可以极大地提升越野车辆的动力性和操控性。分布式电驱系统主要有三种构型：四轮毂电机驱动、四轮边电机驱动、中央分布式电驱桥。
2、分布式车辆可以看作有四个动力执行器，属于典型的冗余系统，随着冗余系统故障诊断技术的发展，对冗余系统进行容错控制是提高系统可靠性的重要方法，容错控制是指系统中的某部分在发生故障时，系统能够自动地进行故障检测，并对整个系统故障部分和正常部分进行协同控制，使系统维持在可接受范围内。公开号为cn110126643a提供了一种电机失效状态下分布式驱动电动汽车的控制方法及系统，该控制方法包括：获取分布式驱动电动汽车的驱动电机失效情况；当驱动电机失效情况为不可控失效时，确定所有驱动电机的转矩信号均为零；当驱动电机失效情况为单电机失效或异侧双电机失效时，获取分布式驱动电动汽车的车辆参数；车辆参数包括车辆方向盘转角、车速和车辆实际横摆角速度；根据驱动电机失效情况和车辆参数，确定各个驱动电机的转矩信号；根据各个驱动电机的转矩信号调节分布式驱动电动汽车各个驱动电机的转矩。
3、现有技术的电机失效状态下分布式驱动电动汽车的控制方法及系统能够在电机失效状态下对四轮毂电机分布式驱动电动汽车进行控制，保证车辆的稳定性。但是，分布式越野车辆行驶工况恶劣，容易发生一个或者多个驱动电机失
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，解决现有技术难以保证在各种行驶工况下的行车安全性的技术问题。
2、为达到上述技术目的，本专利技术提供如下技术方案，第一方面，提供一种分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，包括如下步骤：
3、s1：获取分布式越野车辆的电机失效情况，所述电机失效情况包括软性故障和硬性故障，所述软性故障是指因发生可恢复故障而造成的功率限制，使得电机无法输出期望的力矩；所述硬性故障是指因不可恢复的故障造成的电机无法输出力矩；
4、当车辆电机发生硬性故障时，将所有电机的扭矩输出置为零，停车检修；当车辆电机发生软性故障时，则进入容错控制系统，对电驱系统扭矩进行重新分配；并实时获取车辆及驾驶员信息参数，对电机失效模式信息和车辆行驶运动状态信息进行信息融合；
5、s2：基于步骤s1获取的车辆实时信息，建立分布式驱动越野车辆整车七自由度模型，根据分布式驱动越野车辆整车七自由度模型获取路面附着情况，同时考虑电机故障，以越野车辆四轮车轮整体的稳裕度最大，设计稳定性目标函数；
6、s3：基于步骤s2获取的车辆信息、路面附着情况和建立的稳定性目标函数，设计基于模型预测的车辆运动跟踪算法，并将故障驱动电机输出限值约束、路面附着条件约束及横摆角速度误差约束这三个方面作为滚动优化部分予以考虑，求解出当前工况所需的总驱动力矩、横摆力矩；
7、s4：基于步骤s3得到的总驱动力矩，制定电机驱动力重构分配策略：考虑纵向、横向滑转率与路面附着系数的关系，将期望的总驱动力矩、横摆力矩进行重构，分配至四个轮胎执行器；
8、s5：计算4个车轮的滑转率，设计多轮转矩协调控制的驱动防滑控制方法，进行对分布式越野车辆的四轮驱动防滑控制；
9、s6：基于步骤s4、s5建立越野车辆动力学模型，对分布式越野车辆电驱系统进行失效状态下的容错控制，整体形成闭环。
10、第二方面，提供了一种分布式越野车辆电驱系统失效容错控制系统，用于实现所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，所述分布式越野车辆电驱系统失效容错控制系统包括：车辆信息获取模块、自由度模型建立模块、模型预测车辆运动跟踪算法模块、横纵向力协同重构分配模块以及驱动防滑模块，
11、车辆信息获取模块用于获取分布式越野车辆的电机失效情况，所述电机失效情况包括软性故障和硬性故障，当车辆电机发生硬性故障时，将所有电机的扭矩输出置为零，停车检修；当车辆电机发生软性故障时，则进入容错控制系统，对电驱系统扭矩进行重新分配；并实时获取车辆及驾驶员信息参数，对电机失效模式信息和车辆行驶运动状态信息进行信息融合；
12、所述自由度模型建立模块与所述车辆信息获取模块电连接，用于建立分布式驱动越野车辆整车七自由度模型，根据分布式驱动越野车辆整车七自由度模型获取路面附着情况，同时考虑电机故障，以越野车辆四轮车轮整体的稳裕度最大，设计稳定性目标函数；
13、所述模型预测车辆运动跟踪算法模块与所述自由度模型建立模块电连接，用于设计基于模型预测的车辆运动跟踪算法，并将故障驱动电机输出限值约束、路面附着条件约束及横摆角速度误差约束这三个方面作为滚动优化部分予以考虑，求解出当前工况所需的总驱动力矩、横摆力矩；
14、所述横纵向力协同重构分配模块与所述模型预测车辆运动跟踪算法模块电连接，用于制定电机驱动力重构分配策略：考虑纵向、横向滑转率与路面附着系数的关系，将期望的总驱动力矩、横摆力矩进行重构，分配至四个轮胎执行器；
15、所述驱动防滑模块与所述横纵向力协同重构分配模块电连接，用于计算4个车轮的滑转率，设计多轮转矩协调控制的驱动防滑控制方法，进行对分布式越野车辆的四轮驱动防滑控制。
16、在一些实施例中，所述车辆信息获取模块包括电机故障检测模块和整车及驾驶员信息获取模块，所述电机故障检测模块用于获取分布式越野车辆的电机失效情况，所述整车及驾驶员信息获取模块与所述电机故障检测模块电连接，用于获取当前车辆运动状态信息和驾驶员信息，并对电机失效模式信息和车辆行驶运动状态信息进行信息融合。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：通过获取分布式越野车辆的电机失效情况，能够识别车辆发生的硬性故障或软性故障，当车辆电机发生硬性故障时，将所有电机的扭矩输出置为零，停车检修；当车辆电机发生软性故障时，能够基于获取的车辆实时信息，建立分布式驱动越野车辆整车七自由度模型，以越野车辆四轮车轮整体的稳裕度最大，设计稳定性目标函数，并根据稳定性目标函数设计基于模型预测的车辆运动跟踪算法，将故障驱动电机输出限值约束、路面附着条件约束及横摆角速度误差约束这三个方面作为滚动优化部分予以考虑，求解出当前工况所需的总驱动力矩、横摆力矩，同时考虑纵向、横向滑转率与路面附着系数的关系，将期望的总驱动力矩、横摆力矩进行重构，分配至四个轮胎执行器，并对分布式越野车辆的四轮驱动防滑控制；该方法能够实现在不同工况下对未失效电机扭矩的重新分配，保证越野车辆的动力性和稳定性，提升越野安全性、稳定性。
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1.一种分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，所述软性故障根据失效电机位置和数量，分为六种类型故障模式：单电机失效、同轴两电机失效、同侧两电机失效、对角两电机失效、三电机失效和四电机失效。
3.根据权利要求1或2所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，步骤S1具体步骤为：
4.根据权利要求1所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤为：
5.根据权利要求1所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，步骤S3的具体步骤为：
6.根据权利要求1所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，步骤S4的具体步骤为：
7.根据权利要求1所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，在步骤S5中，驱动防滑控制器输入为滑转率偏差值Δλi＝λo-λi，输出为消除车轮打滑所需的电机转矩调整量：ΔTi＝KpiΔλi+KIi∫Δλi，其中
8.根据权利要求1或7所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，步骤S5具体步骤为：
9.一种分布式越野车辆电驱系统失效容错控制系统，其特征在于，用于实现权利要求1～8任一项所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，所述分布式越野车辆电驱系统失效容错控制系统包括：
10.根据权利要求9所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制系统，其特征在于，所述车辆信息获取模块包括电机故障检测模块和整车及驾驶员信息获取模块，所述电机故障检测模块用于获取分布式越野车辆的电机失效情况，所述整车及驾驶员信息获取模块与所述电机故障检测模块电连接，用于获取当前车辆运动状态信息和驾驶员信息，并对电机失效模式信息和车辆行驶运动状态信息进行信息融合。
...【技术特征摘要】
1.一种分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，所述软性故障根据失效电机位置和数量，分为六种类型故障模式：单电机失效、同轴两电机失效、同侧两电机失效、对角两电机失效、三电机失效和四电机失效。
3.根据权利要求1或2所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，步骤s1具体步骤为：
4.根据权利要求1所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，步骤s2的具体步骤为：
5.根据权利要求1所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，步骤s3的具体步骤为：
6.根据权利要求1所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，步骤s4的具体步骤为：
7.根据权利要求1所述的分布式越野车辆电驱系统失效容错控制方法，其特征在于，在步骤s5中，驱动防滑控制器输入为滑转率偏...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈亮，周寅鹏，王华，付邦璀，张宇维，
申请(专利权)人：东风越野车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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