车辆故障跛行控制方法、系统、电子设备及存储介质

本技术涉及车辆故障控制，尤其涉及一种车辆故障跛行控制方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、分布式轮毂电机驱动的车辆，在结构上摒弃了传统汽车的动力传动系统与机械差速器结构，采用分布式驱动系统对车辆直接进行车轮驱动。相比于传统汽车，具有动力学可控性好，传动损失低、车身内部空间布置灵活等诸多优势。然而，这种分布式轮毂电机驱动设计虽然具备对各个车轮状态进行独立调控的能力，却也增加了轮毂电机故障诊断和容错控制的复杂性。

2、一方面，相关技术通过检测每个轮毂电机某几个特定的状态参数，根据检测到的状态参数的变化，判断轮毂电机发生的故障类型，从而采取对应的措施，但轮毂电机是一个多耦合和强非线性的复杂系统，通过实时监测电机状态参数诊断电机故障具备极大的难度和不确定性，难以应对沉默故障和非预见性故障，存在安全隐患。另一方面，车辆的跛行控制大多是将整车总体电机功率需求平均分配到各个车轮，通过关闭失效电机的同时关闭同轴对侧驱动电机的控制原则，应对电机失效，这种控制策略简单易实现且具备较好的鲁棒性，但却严重削弱了车辆的动力性，降低了操控稳定性。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提出一种车辆故障跛行控制方法、系统、电子设备及存储介质，旨在有效识别轮毂电机的失效状况，提高车辆的动力性和稳定性。

2、为实现上述目的，本技术实施例的一方面提出了一种车辆故障跛行控制方法，所述方法包括：

3、采集车辆状态参数和车辆动力参数，其中，所述车辆状态参数包括车轮滑动率和滑动率变化率；

4、对所述车轮滑动率和所述滑动率变化率进行模糊处理，基于预设模糊规则，得到表征轮毂电机工作状态的失效因子，其中，所述轮毂电机工作状态包括故障和正常；

5、将各个轮毂电机对应的所述失效因子进行组合，得到失效矩阵；

6、将所述失效矩阵中表征为故障的所述失效因子对应的轮毂电机的输出转矩设置为零；

7、根据所述车辆动力参数，通过车辆二自由度模型的运动微分方程，确定稳定性参数，其中，所述稳定性参数包括横摆角速度和质心侧偏角；

8、根据所述车辆动力参数和所述稳定性参数，通过车辆二自由度模型的状态空间表达式，确定车辆所需的横摆力矩；

9、基于驱动轮稳定裕度最大规则，根据所述横摆力矩、车轮纵向力和所述失效矩阵进行驱动力分配，确定正常的轮毂电机的输出转矩；

10、根据所有轮毂电机的输出转矩对车辆的各个车轮进行控制。

11、在一些实施例中，所述对所述车轮滑动率和所述滑动率变化率进行模糊处理，基于预设模糊规则，得到表征轮毂电机工作状态的失效因子，包括以下步骤：

12、获取车轮滑动率模糊集、滑动率变化率模糊集和失效因子模糊集，其中，所述车轮滑动率模糊集包括若干个车轮滑动率模糊子集，所述滑动率变化率模糊集包括若干个滑动率变化率模糊子集，所述失效因子模糊集包括若干个失效因子模糊子集；

13、通过隶属函数对输入的所述车轮滑动率和所述滑动率变化率进行模糊转化，得到车轮滑动率隶属值和滑动率变化率隶属值，其中，所述车轮滑动率隶属值对应一个车轮滑动率模糊子集，所述滑动率变化率隶属值对应一个滑动率变化率模糊子集；

14、基于所述预设模糊规则，根据所述车轮滑动率模糊子集和所述滑动率变化率模糊子集进行模糊推理，得到所述失效因子模糊子集；

15、对所述失效因子模糊子集进行解模糊处理，得到表征轮毂电机工作状态的所述失效因子。

16、在一些实施例中，所述预设模糊规则包括：

17、当所述车轮滑动率模糊子集为负小且所述滑动率变化率模糊子集为正，则所述失效因子模糊子集表征轮毂电机工作状态为故障；

18、当所述车轮滑动率模糊子集为零且所述滑动率变化率模糊子集为正，则所述失效因子模糊子集表征轮毂电机工作状态为故障；

19、当所述车轮滑动率模糊子集为零且所述滑动率变化率模糊子集为零，则所述失效因子模糊子集表征轮毂电机工作状态为故障；

20、当所述车轮滑动率模糊子集为零且所述滑动率变化率模糊子集为负，则所述失效因子模糊子集表征轮毂电机工作状态为故障；

21、当所述车轮滑动率模糊子集为正小且所述滑动率变化率模糊子集为负，则所述失效因子模糊子集表征轮毂电机工作状态为故障。

22、在一些实施例中，在所述根据所述车辆动力参数和所述稳定性参数，通过车辆二自由度模型的状态空间表达式，确定车辆所需的横摆力矩这一步骤之前，所述车辆故障跛行控制方法还包括以下步骤：

23、对所述稳定性参数进行基于路面附着约束的修正操作；

24、对经过基于路面附着约束的修正操作后的稳定性参数进行转向响应偏差滞后修正，得到修正的稳定性参数。

25、在一些实施例中，所述横摆力矩计算的表达式为：

26、

27、其中，δ为前轮转角，u(t)表示车辆所需的横摆力矩，yc(t)表示输出，

28、在一些实施例中，所述基于驱动轮稳定裕度最大规则，根据所述横摆力矩、车轮纵向力和所述失效矩阵进行驱动力分配，确定正常的轮毂电机的输出转矩，包括以下步骤：

29、根据所述失效矩阵确定轮毂电机最大输出转矩约束；

30、以驱动轮的轮胎负荷率为目标函数，根据所述轮毂电机最大输出转矩约束、横摆力矩之和约束和车轮纵向力之和约束建立二次规划方程，以轮胎负荷率平方和最小为优化目标，确定正常的轮毂电机的输出转矩。

31、在一些实施例中，所述车辆故障跛行控制方法还包括以下步骤：

32、判断轮毂电机的故障数量是否大于预设数量；

33、当所述故障数量大于预设数量，则发出预警信号，并实施驻车控制；

34、当所述故障数量小于预设数量，则判断故障的轮毂电机是否为同侧全部失效，当同侧轮毂电机全部失效，则发出预警信号，并实施驻车控制；

35、判断剩余轮毂电机的输出转矩是否满足车辆直线稳定行驶需求，当剩余轮毂电机的输出转矩不满足车辆直线稳定行驶需求，则发出预警信号，并实施驻车控制。

36、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种车辆故障跛行控制系统，所述系统包括：

37、第一模块，用于采集车辆状态参数和车辆动力参数，其中，所述车辆状态参数包括车轮滑动率和滑动率变化率；

38、第二模块，用于对所述车轮滑动率和所述滑动率变化率进行模糊处理，基于预设模糊规则，得到表征轮毂电机工作状态的失效因子，其中，所述轮毂电机工作状态包括故障和正常；

39、第三模块，用于将各个轮毂电机对应的所述失效因子进行组合，得到失效矩阵；

40、第四模块，用于将所述失效矩阵中表征为故障的所述失效因子对应的轮毂电机的输出转矩设置为零；

41、第五模块，用于根据所述车辆动力参数，通过车辆二自由度模型的运动微分方程，确定稳定性参数，其中，所述稳定性参数包括横摆角速度和质心侧偏角；

42、第六模块，用于根据所述车辆动力参数和所述稳定性参数，通过车辆二自由度模型的状态空间表达式，确定车辆所需的横摆力矩；

43、第七模块，用于基于驱动轮稳定裕度最大规则，根据所述横摆力矩、车轮纵向力和所述失效矩阵进行驱动力分配，确定正常的轮毂电机的输出转矩；

44、第八模块，用于根据所有轮毂电机的输出转矩对车辆的各个车轮进行控制。

45、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。

46、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

47、本技术实施例至少包括以下有益效果：本技术提供一种车辆故障跛行控制方法、系统、电子设备及存储介质,该方案通过监测车辆滑动率，并进行模糊化处理，以检测故障的轮毂电机，能够有效识别轮毂电机的失效情况，避免了故障诊断时容易发生的非预见性故障和沉默故障。基于各驱动驱动轮稳定裕度最大规则，对剩余正常的轮毂电机所需输出的横摆力矩进行计算，能够利用轮毂电机独立驱动的优势，根据实际行驶需求为每个电机分配进行最优分配，实现车辆在复杂情况下的跛行行驶，提高车辆的动力性和稳定性。