[發(fā)明專利]一種基于規(guī)則的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)八輪車輛驅(qū)動(dòng)容錯(cuò)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110392148.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112886905B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾小華;李敦邁;宋大鳳;李曉建;段朝勝;吳梓喬;黃鈺鋒;李亞朋;岳一霖;鄭琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P29/028
• 分類號(hào): H02P29/028;H02P23/14;B60L15/20
• 代理公司: 長(zhǎng)春市恒譽(yù)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

1.一種基于規(guī)則的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)八輪車輛驅(qū)動(dòng)容錯(cuò)控制方法，其特征在于，所述控制方法包括單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)失效容錯(cuò)控制策略和雙側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)失效容錯(cuò)控制策略；

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)失效劃分為：

根據(jù)失效情況發(fā)生時(shí)整車是否可控，將失效分為可控失效與不可控失效，針對(duì)不可控失效的情況則無(wú)法進(jìn)行容錯(cuò)控制，必須采取強(qiáng)制措施使車輛盡快停止運(yùn)行；

各失效形式如下：

單輪失效：此時(shí)只有單一電機(jī)失效；此種失效為可控失效，車輛驅(qū)動(dòng)力矩的損失通過(guò)另外七個(gè)正常電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償，橫擺力矩在剩余電機(jī)的轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)進(jìn)行控制，損失的縱向力由剩余電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償；

雙輪失效：兩輪失效又劃分為同側(cè)兩輪失效與異側(cè)“單輪+單輪”組合失效形式；此種失效仍為可控失效，通過(guò)設(shè)定合理的容錯(cuò)控制策略，對(duì)其他六個(gè)正常電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力矩再分配，保證車輛的穩(wěn)定性和動(dòng)力性需求；

三輪失效：三輪失效劃分為同側(cè)三輪失效與異側(cè)“單輪+兩輪”組合失效形式；此種失效仍為可控失效，通過(guò)設(shè)定合理的容錯(cuò)控制策略，對(duì)其他五個(gè)正常電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力矩再分配，保證車輛的穩(wěn)定性需求，但動(dòng)力性會(huì)存在一定損失；

四輪失效：四輪失效劃分為同側(cè)四輪失效、異側(cè)“單輪+三輪”組合失效與異側(cè)“兩輪+兩輪”組合失效形式；此種失效的第一種情況為不可控失效，已無(wú)法保證車輛繼續(xù)穩(wěn)定行駛，所以應(yīng)緊急停車，而另兩種四輪失效情況通過(guò)合理的容錯(cuò)控制策略，對(duì)其他四個(gè)正常電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力矩再分配，可保證車輛的直線行駛穩(wěn)定性需求，但動(dòng)力性會(huì)受到一定損失；

五輪失效：五輪失效劃分為異側(cè)“單輪+四輪”組合失效和異側(cè)“兩輪+三輪”組合失效形式；此種失效的第一種情況為不可控失效，已無(wú)法保證車輛繼續(xù)穩(wěn)定行駛，所以應(yīng)緊急停車，而另一種五輪失效情況通過(guò)合理的容錯(cuò)控制策略，對(duì)其他三個(gè)正常電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力矩再分配，可滿足車輛的直線行駛穩(wěn)定性需求，但動(dòng)力性已無(wú)法滿足；

六輪失效：六輪失效劃分為異側(cè)“兩輪+四輪”組合失效和異側(cè)“三輪+三輪”組合失效形式；同樣此種失效的第一種情況為不可控失效，需立即停車處理，而另一種情況在損失較多動(dòng)力性能的前提下理論上仍利用剩余兩個(gè)正常電機(jī)對(duì)橫擺力矩進(jìn)行控制保證直線行駛穩(wěn)定性；

七輪失效：七輪失效也即異側(cè)“三輪+四輪”組合失效形式，為不可控失效，需立即停車處理；

八輪失效：八輪失效也即“四輪+四輪”組合失效形式，顯然也為不可控失效，需立即停車處理；

單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)失效容錯(cuò)控制策略為：

可控失效形式種類過(guò)多，在此不能逐一列出針對(duì)各種失效形式的容錯(cuò)規(guī)則，可根據(jù)失效電機(jī)是否位于同一側(cè)將失效情況分成單側(cè)電機(jī)失效和雙側(cè)電機(jī)失效兩大類別，并針對(duì)這兩類情況分別指定容錯(cuò)控制規(guī)則；對(duì)于單側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)失效的情況，將失效電機(jī)失掉的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)移疊加至同側(cè)電機(jī)，若同側(cè)正常電機(jī)在疊加轉(zhuǎn)矩后超過(guò)其最大允許輸出轉(zhuǎn)矩，則將未失效側(cè)電機(jī)總分配轉(zhuǎn)矩降低，此時(shí)為滿足車輛的穩(wěn)定性能，會(huì)損失車輛部分的動(dòng)力性能，為了使得每個(gè)正常電機(jī)變動(dòng)盡量小，轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩平均分配至正常電機(jī)；具體流程如下：輸入失效前各電機(jī)轉(zhuǎn)矩[T_1l T_2l T_3l T_4l T_1r T_2r T_3r T_4r]，失效電機(jī)位置以及失效電機(jī)失掉的轉(zhuǎn)矩ΔT；之后與失效電機(jī)位于同側(cè)的正常電機(jī)疊加相應(yīng)轉(zhuǎn)矩ΔT′，如果ΔT′＝ΔT，則此時(shí)車輛滿足穩(wěn)定性要求，則直接輸出各電機(jī)轉(zhuǎn)矩；如果ΔT′≠ΔT，則此時(shí)車輛不滿足穩(wěn)定性要求，仍需異側(cè)輪減少相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩(ΔT-ΔT′)，再輸出各電機(jī)轉(zhuǎn)矩；

步驟一、判斷同側(cè)輪疊加轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩ΔT后每個(gè)輪是否滿足穩(wěn)定性要求

以左一輪電機(jī)失效為例，左一輪故障，丟失轉(zhuǎn)矩ΔT，同一側(cè)車輪疊加轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩后，判斷其是否滿足穩(wěn)定性要求，穩(wěn)定性要求為：

步驟二、若滿足穩(wěn)定性要求，則輸出轉(zhuǎn)矩，若不滿足，則繼續(xù)判斷當(dāng)同側(cè)一個(gè)車輪達(dá)到其最大轉(zhuǎn)矩T_max時(shí)，另外兩個(gè)同側(cè)車輪疊加轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩ΔT-(T_max-T_2l)后每個(gè)輪是否滿足穩(wěn)定性要求

若滿足步驟一的穩(wěn)定性要求，則輸出各輪轉(zhuǎn)矩為：

T′_1l＝T_1l-ΔT

T′_jr＝T_jr,(j＝1,2,3,4)若不滿足步驟一的穩(wěn)定性要求，則繼續(xù)判斷當(dāng)同側(cè)一個(gè)車輪達(dá)到其最大轉(zhuǎn)矩T_max時(shí)，另外兩個(gè)同側(cè)車輪疊加轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩ΔT-(T_max-T_2l)后每個(gè)輪是否滿足穩(wěn)定性要求，穩(wěn)定性要求為：

步驟三、若滿足穩(wěn)定性要求，則輸出轉(zhuǎn)矩，若不滿足，則繼續(xù)判斷當(dāng)同側(cè)兩個(gè)車輪達(dá)到其最大轉(zhuǎn)矩T_max時(shí)，另外一個(gè)同側(cè)車輪疊加轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩后每個(gè)輪是否滿足穩(wěn)定性要求

若滿足步驟二的穩(wěn)定性要求，則輸出轉(zhuǎn)矩：

T′_1l＝T_1l-ΔT

T′_2l＝T_max

若不滿足步驟二的穩(wěn)定性要求，則繼續(xù)判斷當(dāng)同側(cè)兩個(gè)車輪達(dá)到其最大轉(zhuǎn)矩T_max時(shí)，另外一個(gè)同側(cè)車輪疊加轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩后每個(gè)輪是否滿足穩(wěn)定性要求，穩(wěn)定性要求為：

步驟四、若滿足穩(wěn)定性要求，則輸出轉(zhuǎn)矩，若不滿足，則使得同側(cè)三個(gè)車輪達(dá)到其最大轉(zhuǎn)矩T_max，輸出轉(zhuǎn)矩：

若滿足步驟三的穩(wěn)定性要求，則輸出轉(zhuǎn)矩：

T′_1l＝T_1l-ΔT

T′_il＝T_max,(i＝2,3)

T′_jr＝T_jr,(j＝1,2,3,4)

若不滿足步驟三的穩(wěn)定性要求，則使得同側(cè)三個(gè)車輪達(dá)到其最大轉(zhuǎn)矩T_max，輸出轉(zhuǎn)矩：

T′_1l＝T_1l-ΔT

T′_il＝T_max,(i＝2,3,4)

T′_jr＝T_jr,(j＝1,2,3,4)。