[发明专利]具有容错控制功能的盘式轮毂电机驱动车辆控制方法

说明书

本发明公开了一种具有容错控制功能的盘式轮毂电机驱动车辆控制方法，首先建立基于车辆动力学模型的车辆动力学空间状态方程,然后对车辆侧偏角、和前、后轮转向刚度进行联合行驶状态估计；最后根据估计结果，采用两级分层控制结构实现车辆的容错控制，其中，上层控制采用自适应滑膜控制，决策汽车动力学需要的横摆力矩和车辆纵向力，跟踪需求的车辆运动；下层控制采用优化分配算法，协调各轮之间的转矩分配，实现上层控制器的控制效果。在车辆发生转弯故障或执行器故障的情况下，能够实现整车容错控制，保证安全性和稳定性，在故障成熟处理的前提下尽可能的满足车辆的性能需求。

技术领域

本发明属于轮毂电机驱动电动汽车整车控制领域，车辆容错控制领域，具体涉及一种具有容错控制功能的盘式轮毂电机驱动车辆控制方法。

背景技术

在电动汽车技术领域，轮毂电机驱动电动汽车是比较重要的一个分支。高功率密度的无铁芯盘式永磁同步轮毂电机主要有以下优势：

1、高功率密度，外型可满足特殊场合应用；2、无铁芯结构不存在铁损和定位力矩，在重量、效率、散热性能等方面优势明显；3、高效率，节能环保。

盘式轮毂电机驱动车辆采用多个轮毂电机驱动车轮，轮毂电机直接安装在车辆的轮毂中，可以对各个车轮的转矩、转速实现独立的实时控制，提高系统的响应速度和控制精度。轮毂电机驱动车辆的控制器核心技术是电子差速转向控制和转矩协调控制，其控制性能直接影响汽车行驶的稳定性、安全性。

轮毂电机系统在电动汽车的行驶过程中起着至关重要的作用，直接影响电动汽车的生命力。电动汽车运行工况复杂多变，行驶过程中还有可能遇见多种恶劣环境，司机很难克服这种突发情况。盘式无铁心永磁同步电机一旦发生故障，会直接影响车辆的安全性和稳定性，或者影响车辆的行驶性能。因此急需轮毂电机的整车容错控制成熟方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种具有容错控制功能的盘式轮毂电机驱动车辆控制方法，针对盘式轮毂电机驱动车辆发生转弯故障或执行器故障的情况下，能够实现整车容错控制，保证安全性和稳定性，在故障成熟处理的前提下尽可能的满足车辆的性能需求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有容错控制功能的盘式轮毂电机驱动车辆控制方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：通过分析车辆的侧向、横摆和纵向运动，建立基于车辆动力学模型的车辆动力学空间状态方程；

S2、在步骤S1之后进行车辆行驶状态估计：采用双扩展卡尔曼滤波根据实际测量的车辆状态信息，对车辆侧偏角、和前、后轮转向刚度进行联合行驶状态估计；

S3、根据估计结果，进行容错控制：先引入执行器和转向增益矩阵描述执行器故障和转向故障；采用两级分层控制结构实现车辆的容错控制，其中，上层控制采用自适应滑膜控制，决策汽车动力学需要的横摆力矩和车辆纵向力，跟踪需求的车辆运动；下层控制采用优化分配算法，协调各轮之间的转矩分配，实现上层控制器的控制效果。