基于功能安全的分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制

作     者：梁修天 王其东 陈无畏 赵林峰 LIANG Xiu-tian;WANG Qi-dong;CHEN Wu-wei;ZHAO Lin-feng

作者机构：合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009 合肥学院安徽合肥230601 高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室安徽芜湖241000 

基　　金：国家自然科学基金项目(51675151) 安徽省重点研发计划项目(201904b11020022) 教育部重点实验室开放课题项目(GDSC202013) 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2021年第34卷第9期

页      码：26-38页

摘      要：分布式驱动电动汽车可以实现四轮转矩分配和差动转向,提升整车的动力学控制性能和经济性,但是四轮转矩独立可控的特点也对功能安全提出挑战。当前轮单侧电机出现执行器故障失效情况时,不仅会产生附加横摆力矩降低车辆安全性,差动转向功能的存在还会使车辆严重偏航。基于此,在设计分布式驱动-线控转向一体化底盘的基础上,基于功能安全提出一种分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制策略。首先建立分布式驱动失效动力学模型,分析前轮失效对车辆状态的影响机理,发现单一的驱动转矩截断控制无法满足车辆状态修正需求;其次设计一套备用的线控转向结构,通过变截距滑模控制算法提高切换状态下线控转向系统的转角跟踪性能,并用台架试验验证跟踪的准确性;然后设计自适应失效诊断观测器实时诊断驱动系统的电机故障,在将对应轮进行驱动转矩截断后,通过模型预测控制算法对车轮转矩重新分配实现纵向和侧向的状态跟踪;最后通过仿真和实车试验验证所提失效补偿控制策略的有效性和可用性。研究结果表明:分布式驱动电动汽车前轮单侧电机失效后,备用的线控转向系统能及时矫正前轮转角,所提出的失效补偿控制策略能够快速恢复车辆的稳定性和路径跟踪能力。

主 题 词：汽车工程 功能安全 失效补偿 线控转向 分布式驱动 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.19721/j.cnki.1001-7372.2021.09.002

馆 藏 号：203105001...