[發明專利]一種分布式驅動車輛主動避撞容錯系統及其工作方法

有效

• 申請號: 202110514501.1
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113104032B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 郭烈;王旭;馬躍;胥林立;岳明
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B60W30/09
• 分類號: B60W30/09;B60L15/20
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 魯保良;李洪福

本發明公開了一種分布式驅動車輛主動避撞容錯系統及其工作方法，所述主動避撞容錯系統包括環境感知模塊、狀態參數感知模塊、避撞決策規劃模塊、故障診斷模塊、驅動容錯需求決策模塊和路徑跟蹤容錯控制模塊。本發明將輪轂電機的故障類別進行分類，并根據車輛的狀態參數信息將容錯需求分為動力性需求、穩定性需求以及容錯系統不可靠時的強穩定性需求，有效涵蓋了分布式驅動車輛避撞容錯控制過程中的各種工況。本發明通過對輪轂電機故障進行分類，針對不同的容錯需求信息分別進行控制，對容錯系統控制下的輪轂電機進行驅動防滑控制，可有效保障分布式驅動車輛主動避撞過程中，輪轂電機發生故障時的動力性與橫向穩定性。

技術領域

本發明屬于車輛主動安全領域，更具體地說是一種分布式驅動車輛主動避撞容錯系統及其工作方法。

背景技術

我國大力推行能源節約與生態環境保護政策，電動汽車的研究成為汽車行業的熱點及重點。分布式驅動車輛作為電動汽車的一種，具有全輪獨立可控、力矩響應快、節能環保等優勢，這對提升車輛的運動性、安全性、節能性、穩定性具有重大的意義。

隨著分布式驅動車輛技術的發展與成熟，安全性問題是影響其上路的最關鍵問題，發展先進的基于分布式驅動車輛的主動安全系統是道路交通安全的迫切需求?，F有的車輛主動避撞系統一般都基于正常行駛狀態下的車輛，針對主動避撞過程中輪轂電機失效情況下的容錯系統研究則較少。當車輛在主動避撞過程中發生輪轂電機失效，若不及時進行容錯控制，車輛將失去穩定性及軌跡跟蹤的能力；另外，即使在容錯系統控制下，車輛也可能出現橫擺角速度過大或l滑移率過高而引起失穩的現象，若不及時糾正，也會導致事故的發生。

發明內容

針對分布式驅動車輛主動避撞時輪轂電機失效問題以及容錯系統不可靠問題，本發明提出一種分布式驅動車輛主動避撞容錯系統及其工作方法，以保障分布式驅動車輛主動避撞過程中，輪轂電機發生故障時的動力性與橫向穩定性。

本發明技術方案如下：

一種分布式驅動車輛主動避撞容錯系統，所述分布式驅動車輛的四個車輪分別由四個獨立控制的輪轂電機來驅動；所述分布式驅動車輛的底盤裝有主動前輪轉向系統和機械式線控制動系統；所述主動前輪轉向系統通過伺服電機驅動轉向實現車輛主動前輪轉向；所述機械式線控制動系統將制動踏板行程與制動壓力解耦，實現制動控制，并且獨立控制各個車輪的制動力矩；所述分布式驅動車輛的前后軸輪距相同。

所述分布式驅動車輛主動避撞容錯系統包括環境感知模塊、狀態參數感知模塊、避撞決策規劃模塊、故障診斷模塊、驅動容錯需求決策模塊和路徑跟蹤容錯控制模塊；

所述環境感知模塊將信息傳遞給避撞決策規劃模塊；所述狀態參數感知模塊將信息分別傳遞給避撞決策規劃模塊、故障診斷模塊、驅動容錯需求決策模塊以及路徑跟蹤容錯控制模塊；所述避撞決策規劃模塊將信息傳遞給路徑跟蹤容錯控制模塊；所述故障診斷模塊將信息傳遞給路徑跟蹤容錯控制模塊；所述驅動容錯需求決策模塊將信息傳遞給路徑跟蹤容錯控制模塊；所述路徑跟蹤容錯控制模塊輸出的控制信號作用于分布式驅動車輛；

所述環境感知模塊，用于感知車輛行駛環境中的障礙物信息、車道線信息、車道中心線信息，并將障礙物信息、車道中心線信息傳送給避撞決策規劃模塊；

所述狀態參數感知模塊，通過車載傳感器感知車輛行駛過程中的位置、姿態、速度、加速度、側向速度、橫擺角速度、車輪轉速、前輪轉角以及輪轂電機的電流或電壓信息；并將這些信息分別傳送給避撞決策規劃模塊、故障診斷模塊、驅動容錯需求決策模塊、路徑跟蹤容錯控制模塊；

所述避撞決策規劃模塊，通過接收環境感知模塊的障礙物信息和狀態參數感知模塊的速度、加速度信息，結合車輛安全距離模型，實時計算出避撞臨界安全距離；所述避撞決策規劃模塊通過對比車輛到障礙物距離和避撞臨界安全距離，對避撞行為做出決策；最后，所述避撞決策規劃模塊根據避撞時的障礙物信息和車道中心線信息，計算出總避撞時間，規劃出五次多項式目標避撞路徑，并傳給路徑跟蹤容錯控制模塊；