CN108215941B - 一种纯电城市客车轮毂驱动控制方法及*** - Google Patents

一种纯电城市客车轮毂驱动控制方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种纯电城市客车轮毂驱动控制方法，用以解决现有技术中四轮轮毂电机驱动电动汽车时当其中一个或者两个电机出现故障时不能进行容错控制的问题，本纯电城市客车轮毂驱动控制方法包括步骤：S1：判断四个轮毂电机是否按照预设状态进行工作；S2：若是，控制所述四个轮毂电机进行驱动，若否，判断所述四个轮毂电机出现故障的状态，并根据所述四个轮毂电机出现故障的状态，控制对应轮毂电机进行驱动。采用本发明，能够通过容错模糊控制，控制四个轮毂电机独立工作，从而能让车辆保持原来的行驶轨迹继续行驶，保证了车辆行驶的安全性和稳定性。

Description

一种纯电城市客车轮毂驱动控制方法及***
技术领域
本发明涉及电机驱动控制领域，尤其涉及一种纯电城市客车轮毂驱动控制方法及***。
背景技术
随着石油等化石燃料的枯竭以及环境污染问题日趋严重，研究开发节能、环保和安全的汽车以取代以内燃机提供动力的汽车，是实现可持续发展的必由之路。其中，电动汽车以其高效率低排放的显著优点受到推崇，得到加速发展。电机驱动***是电动汽车核心技术之一，而轮毂驱动更是未来电动汽车驱动方式的主要发展方向。当其中一个轮毂电机或者两个轮毂电机出现故障时导致电动汽车运行不稳定，从而直接到威胁到人身安全。
因此需要设计一种用来针对电动汽车在运行过程中，对一个或者多个轮毂电机出现故障时的模糊容错控制方法及***，来解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种纯电城市客车轮毂驱动控制方法及***，用以实现当四轮轮毂电机驱动电动汽车时，其中一个或者两个轮毂电机出现故障时，容错模糊控制器，能保持电动汽车按照原来的行驶轨迹继续行驶的功能。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种纯电城市客车轮毂驱动控制的方法，包括步骤：
S1：判断四个轮毂电机是否按照预设状态进行工作；
S2：若是，控制所述四个轮毂电机进行驱动，若否，判断所述四个轮毂电机出现故障的状态，并根据所述四个轮毂电机出现故障的状态，控制对应轮毂电机进行驱动。
进一步地，所述四个轮毂电机，包括前轮轮毂电机和后轮轮毂电机。
进一步地，步骤S2包括：
S21：判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机是否同时出现故障；
S22：若是，则控制四个轮毂电机停止驱动，若否，判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机是否出现故障；
S23：若是，则控制后轮轮毂电机进行驱动；若否，则判断所述四个轮毂电机中后轮轮毂电机是否出现故障；
S24：若是，则控制前轮轮毂电机进行驱动。
一种纯电城市客车轮毂驱动控制的***，包括：
判断电机状态模块，用于判断四个轮毂电机是否按照预设状态进行工作；
判断电机故障模块，用于当四个轮毂电机没有按照预设状态进行工作时判断所述四个轮毂电机出现故障的状态；
控制驱动模块，用于根据所述四个轮毂电机出现故障的状态，控制对应轮毂电机进行驱动。
进一步地，包括：
前轮轮毂电机控制模块，用于控制车前方两个轮毂电机；
后轮轮毂电机控制模块，用于控制车后方两个轮毂电机。
进一步地，判断电机故障模块包括：
第一电机故障判断单元，用于判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机是否同时出现故障；
第二电机故障判断单元，用于当所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机没有同时出现故障时判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机是否出现故障；
第三电机故障判断单元，用于当所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机没有出现故障时判断所述四个轮毂电机中后轮轮毂电机是否出现故障。
进一步地，所述控制驱动模块包括：
控制停车模块，用于当四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机是否同时出现故障时，控制所述四个轮毂电机停止驱动，用于停车；
控制前轮驱动模块，用于当所述四个轮毂电机中后轮轮毂电机是出现故障时，控制后轮轮毂电机控制模块进行驱动；
控制后轮驱动模块，用于当所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机出现故障时，控制后轮轮毂电机控制模块进行驱动。
本发明的有益效果是，能够通过主动故障判断，选择前轮轮毂电机驱动、后轮轮毂电机驱动或者四轮独立驱动，实现了前轮驱动时，通过控制电机控制信号，使前轮的电机转矩输出增大，弥补后轮电机的转矩，保持车辆行驶的原有速度及车辆的稳定性。后轮驱动时，通过控制电机控制信号，使后轮的电机转矩输出增大，弥补前轮轮电机的转矩，保持车辆行驶的原有轨迹及车辆的稳定性，增大了车辆行驶的安全性及稳定性。
附图说明
图1为本发明纯电城市客车轮毂驱动控制方法流程图一；
图2为本发明纯电城市客车轮毂驱动控制方法流程图二；
图3为本发明纯电城市客车轮毂驱动控制***结构图一；
图4为本发明纯电城市客车轮毂驱动控制***结构图二。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
本实施例提供了一种纯电城市客车轮毂驱动控制方法，如图1至图2所示，本方法包括：
S1：判断四个轮毂电机是否按照预设状态进行工作；
S2：若是，控制所述四个轮毂电机进行驱动，若否，判断所述四个轮毂电机出现故障的状态，并根据所述四个轮毂电机出现故障的状态，控制对应轮毂电机进行驱动。
进一步地，所述四个轮毂电机，包括前轮轮毂电机和后轮轮毂电机。
进一步地，步骤S2包括：
S21：判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机是否同时出现故障；
S22：若是，则控制四个轮毂电机停止驱动，若否，判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机是否出现故障；
S23：若是，则控制后轮轮毂电机进行驱动；若否，则判断所述四个轮毂电机中后轮轮毂电机是否出现故障；
S24：若是，则控制前轮轮毂电机进行驱动。
其中具体步骤为：
在检测到故障轮毂电机的具***置后，即判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机是否同时出现故障，确定其中是前轮轮毂电机出现故障还是后轮轮毂电机出现故障，确定好的故障轮毂电机被隔离，同时汽车由四轮驱动转变为前轮驱动或者后轮驱动，车辆按原来的行驶轨迹进行行驶，保证车辆行驶的稳定性和安全性。
四个轮毂电机的转矩之比λ和转矩之比λ变化率△λ控制的转矩输出为Ti,当Ti输出为SS的时候，表示这个轮毂电机故障，i取1、2、3和4。
第一步，前轮Tfl和Tfr转矩比较，选择最小的转矩Tf输出；
第二步，后轮Trr和Trl转矩比较，选择最小的转矩Tr输出；
第三步,按主动诊断控制规则，将矩Tr与Tfl和Tfr进行比较再将Tf与Trr和Trl按进行比较，最后判断是否有电机故障。如果有，控制器找出故障电机的具***置并选择前轮驱动还是后轮驱动；如果无故障，按四轮独立驱动平均分配转矩，保证车辆行驶的稳定性。
假设后轮某个轮毂电机故障，车辆由四轮独立驱动转变为前轮驱动。设计一个三输入单输出的前轮驱动模糊控制规则，
Tfi模糊子集分为两级：故障(RS)，正常(RB)；
Tf模糊子集分为三级：不输出转矩(TS)、正常输出转矩(TM)、增加输出转矩(TB)。
设计三条模糊控制规则，可以判断出故障电机的位置，并转化为前路驱动，规则分别：
If(Trl is RS)and(Trr is RB)and(Tf is RB)then(Tf is TB)
If(Tfl is RB)and(Tfr is RB)and(Tr is RS)then(Tf is TB)
If(Tfl is RB)and(Tfr is RB)and(Tr is RB)then(Tf is TM)。
假设前轮某个电机故障，车辆由四轮独立驱动转变为后轮驱动，设计三条模糊控制规则，可以判断出故障电机的位置，并转化为后路驱动。
If(Tfl is RS)and(Tfr is RB)and(Tr is RB)then(Tr is TB)
If(Trl is RB)and(Trr is RB)and(Tf is RS)then(Tr is TB)
If(Trl is RB)and(Trr is RB)and(Tf is RB)then(Tr is TM)。
本实施例提供的纯电城市客车轮毂驱动控制方法，能够通过主动故障诊断检测出故障电机的具***置，终止故障电机的使用，对故障电机进行一定程度的保护，便于后期对故障电机的维修提供方便。并且通过主动故障诊断，控制器选择前轮驱动、后轮驱动或者四轮独立驱动。前轮驱动时，通过控制电机控制信号，使前轮的电机转矩输出增大，弥补后轮电机的转矩，保持车辆行驶的原有速度及车辆的稳定性。后轮驱动时，通过控制电机控制信号，使后轮的电机转矩输出增大，弥补前轮轮电机的转矩，保持车辆行驶的原有轨迹及车辆的稳定性。
实施例二
本实施例提供了一种纯电城市客车轮毂驱动控制***，如图3至图4所示，本***包括：
判断电机状态模块，用于判断四个轮毂电机是否按照预设状态进行工作；
判断电机故障模块，用于当四个轮毂电机没有按照预设状态进行工作时判断所述四个轮毂电机出现故障的状态；
控制驱动模块，用于根据所述四个轮毂电机出现故障的状态，控制对应轮毂电机进行驱动。
进一步地，包括：
前轮轮毂电机控制模块，用于控制车前方两个轮毂电机；
后轮轮毂电机控制模块，用于控制车后方两个轮毂电机。
进一步地，判断电机故障模块包括：
第一电机故障判断单元，用于判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机是否同时出现故障；
第二电机故障判断单元，用于当所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机没有同时出现故障时判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机是否出现故障；
第三电机故障判断单元，用于当所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机没有出现故障时判断所述四个轮毂电机中后轮轮毂电机是否出现故障。
进一步地，所述控制驱动模块包括：
控制停车模块，用于当四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机是否同时出现故障时，控制所述四个轮毂电机停止驱动，用于停车。
控制前轮驱动模块，用于当所述四个轮毂电机中后轮轮毂电机是出现故障时，控制后轮轮毂电机控制模块进行驱动。
控制后轮驱动模块，用于当所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机出现故障时，控制后轮轮毂电机控制模块进行驱动。
采用本***能够当传感器检测到轮毂电机的转矩输出时，与理想的转矩进行比较。如果转矩之比λ和转矩之比变化率△λ在合理范围内，此时控制策略主要维持车辆行驶的稳定性。如果转矩之比λ和转矩之比变化率△λ超出合理范围，则判定出现故障轮毂电机，根据故障轮毂电机的位置将汽车再转为前轮驱动或者后轮驱动以保证车辆行驶的稳定性和安全性。
其中容错模糊控制规则为：
当λ为(VB)，△λ为NS时，轮毂电机的输出转矩持续减小，说明这个轮毂电机出现故障。此时需快速减少故障电机的输出，防止进一步损害电机，同时增加同侧电机的转矩输出，保证车辆按原轨迹行驶。
当λ为(ZE)，△λ为ZE时，轮毂电机的输出转矩保持稳定，说明此时电机正常。由于存在一些转换效率问题使电机不能完全输出理想的转矩，控制器允许一定的误差并保持电机正常运行。
当λ为VS，△λ为PS时，轮毂电机的输出转矩比理想转矩小很多，但电机的输出转矩在迅速增大，由于电机在运行过程中出现不确定因素的影响导致的结果，此时快速增大轮毂电机的输出转矩，保证车辆行驶的稳定性。
采用本***，能够通过容错模糊控制，实现在出现轮毂电机出现故障时，讲四轮驱动变为前轮驱动或者后轮驱动，保证了车辆在行驶过程中的稳定性及安全性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种纯电城市客车轮毂驱动控制的方法，其特征在于，包括步骤：
S1：判断四个轮毂电机是否按照预设状态进行工作；
S2：若是，控制所述四个轮毂电机进行驱动，若否，判断所述四个轮毂电机出现故障的状态，并根据所述四个轮毂电机出现故障的状态，控制对应轮毂电机进行驱动；
所述四个轮毂电机，包括前轮轮毂电机和后轮轮毂电机；
步骤S2包括：
S21：判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机是否同时出现故障；
S22：若是，则控制四个轮毂电机停止驱动，若否，判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机是否出现故障；
S23：若是，则控制后轮轮毂电机进行驱动；若否，则判断所述四个轮毂电机中后轮轮毂电机是否出现故障；
S24：若是，则控制前轮轮毂电机进行驱动；
其中具体步骤为：
第一步，前轮Tfl和Tfr转矩比较，选择最小的转矩Tf输出；
第二步，后轮Trr和Trl转矩比较，选择最小的转矩Tr输出；
第三步,按主动诊断控制规则，将转矩Tr与Tfl和Tfr进行比较再将Tf与Trr和Trl按进行比较，最后判断是否有电机故障；如果有，控制器找出故障电机的具***置并选择前轮驱动还是后轮驱动；如果无故障，按四轮独立驱动平均分配转矩；
四个轮毂电机的转矩之比λ和转矩之比λ变化率△λ控制的转矩输出为Ti,当Ti输出为SS的时候，表示这个轮毂电机故障，i取1、2、3和4。
2.一种纯电城市客车轮毂驱动控制的***，其特征在于，包括：
判断电机状态模块，用于判断四个轮毂电机是否按照预设状态进行工作；
判断电机故障模块，用于当四个轮毂电机没有按照预设状态进行工作时判断所述四个轮毂电机出现故障的状态；
控制驱动模块，用于根据所述四个轮毂电机出现故障的状态，控制对应轮毂电机进行驱动；
前轮轮毂电机控制模块，用于控制车前方两个轮毂电机；
后轮轮毂电机控制模块，用于控制车后方两个轮毂电机；
判断电机故障模块包括：
第一电机故障判断单元，用于判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机是否同时出现故障；
第二电机故障判断单元，用于当所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机没有同时出现故障时判断所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机是否出现故障；
第三电机故障判断单元，用于当所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机没有出现故障时判断所述四个轮毂电机中后轮轮毂电机是否出现故障；
其中判断轮毂电机是否出现故障的具体步骤为：
第一步，前轮Tfl和Tfr转矩比较，选择最小的转矩Tf输出；
第二步，后轮Trr和Trl转矩比较，选择最小的转矩Tr输出；
第三步,按主动诊断控制规则，将矩Tr与Tfl和Tfr进行比较再将Tf与Trr和Trl按进行比较，最后判断是否有电机故障；如果有，控制器找出故障电机的具***置并选择前轮驱动还是后轮驱动；如果无故障，按四轮独立驱动平均分配转矩；
四个轮毂电机的转矩之比λ和转矩之比λ变化率△λ控制的转矩输出为Ti,当Ti输出为SS的时候，表示这个轮毂电机故障，i取1、2、3和4。
3.根据权利要求2所述的一种纯电城市客车轮毂驱动控制的***，其特征在于，
所述控制驱动模块包括：
控制停车模块，用于当四个轮毂电机中前轮轮毂电机和后轮轮毂电机是否同时出现故障时，控制所述四个轮毂电机停止驱动，用于停车；
控制前轮驱动模块，用于当所述四个轮毂电机中后轮轮毂电机是出现故障时，控制后轮轮毂电机控制模块进行驱动；
控制后轮驱动模块，用于当所述四个轮毂电机中前轮轮毂电机出现故障时，控制后轮轮毂电机控制模块进行驱动。
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