[發明專利]一種四輪獨立驅動電動汽車控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010213510.2
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111332302B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 趙景波;陳杰
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: B60W30/182
• 分類號: B60W30/182;B60L15/20
• 代理公司: 常州西創專利代理事務所(普通合伙) 32472
• 代理人: 張磊

1.一種四輪獨立驅動電動汽車控制方法，包括以下步驟：

獲取車輛行駛環境信息、車輛自身運行狀態信息以及駕駛員行駛期望信息；

跟蹤車身姿態；基于滑模變結構控制算法建立，根據車輛獲取的駕駛員操作信息對車輛姿態進行跟蹤，直接得到車輛所需的縱向力矩、側向力矩以及橫擺力矩；

根據上層模塊信息切換車輛工況；基于混雜原理的切換控制建立，根據車輛的離散狀態量進行失效工況切換；

計算出符合駕駛員期望的車輛期望縱向力矩、橫向力矩以及橫擺力矩；

對車輛力矩進行優化分配；基于重構控制分配原理建立，所有執行器失效工況目標函數一致，根據判定的失效工況確定限制條件，最后得到未失效執行器的驅動力矩；不可補償的工況則令車輛緊急停車；

產生電機輸出力矩所需的電樞電壓信號，對電機進行控制。

2.根據權利要求1所述的一種四輪獨立驅動電動汽車控制方法，其特征在于，所述失效工況包括未失效工況、單驅動電機失效工況、雙驅動電機失效工況、多驅動電機失效工況、單轉向電機失效工況以及雙轉向電機失效工況，其中，雙驅動電機失效工況包括同側雙驅動電機失效工況和異側雙電機失效工況，異側雙電機失效工況包括同軸雙電機失效工況和異軸雙電機失效工況。

3.根據權利要求2所述的一種四輪獨立驅動電動汽車控制方法，其特征在于，所述失效工況包括部分失效工況和完全失效工況；當電機期望輸出轉矩小于電機可輸出轉矩，且電機可輸出轉矩小于電機最大輸出轉矩時，則定義此時的工況為執行器部分失效工況；當電機期望輸出轉矩大于電機可輸出轉矩，且電機可輸出轉矩小于電機最大輸出轉矩時，則定義此時的工況為執行器完全失效工況。

4.根據權利要求2所述的一種四輪獨立驅動電動汽車控制方法，其特征在于，所述對車輛力矩進行優化分配包括：

在未失效工況下，采用基于輪胎附著裕度的輪胎力控制算法；

在單驅動電機失效工況、雙驅動電機失效工況下，采用重新構建限制條件的輪胎力分配算法。

5.一種四輪獨立驅動電動汽車的控制系統，其特征在于，包括：

故障檢測模塊，用于獲取車輛行駛環境信息、車輛自身運行狀態信息以及執行器失效信息；

車身姿態跟蹤模塊，用于跟蹤車輛的期望駕駛姿態；基于滑模變結構控制算法建立，根據車輛獲取的駕駛員操作信息對車輛姿態進行跟蹤，直接得到車輛所需的縱向力矩、側向力矩以及橫擺力矩；

工況轉換控制模塊，用于切換車輛行駛工況及控制算法；基于混雜原理的切換控制建立，根據車輛的離散狀態量進行失效工況切換；

驅動力矩協調分配模塊，用于計算車輛在執行器失效工況下所需的期望力矩并對力矩進行優化分配；基于重構控制分配原理建立，所有執行器失效工況目標函數一致，根據工況轉換控制模塊判定的失效工況確定限制條件，最后得到未失效執行器的驅動力矩；

電機控制模塊，用于控制驅動電機與轉向電機，輸出車輛驅動力矩。

6.根據權利要求5所述的一種四輪獨立驅動電動汽車的控制系統，其特征在于，所述工況轉換控制模塊基于切換控制理論對車輛行駛工況進行轉換，包括：

事件識別器用于監測及分析車輛信息；

工況切換器用于根據車輛信息轉換車輛行駛工況，選擇符合控制目標的控制策略；

切換監督器用于保證車輛行駛工況轉換的穩定性。