توضیحات
ABSTRACT
This paper presents an in-wheel motor fault diagnosis and fault-tolerant control method for four-wheel independently actuated (4WIA) electric vehicles. The 4WIA electric vehicle is one of the promising architectures for electric vehicles. While such a vehicle architecture greatly increases the flexibility for vehicle control, it also elevates the requirements on system reliability, safety, and fault tolerance due to the increased number of actuators. A fault diagnosis approach for finding the faulty in-wheel motor=motor driver pair is developed. The proposed diagnosis approach does not need an accurate knowledge on tire-road friction coefficient (TRFC) and is robust to tire force modeling inaccuracies. Based on the in-wheel motor=motor driver fault diagnosis mechanism, a control-allocation based vehicle fault-tolerant control system is designed to accommodate the in-wheel motor=motor driver fault by automatically allocating the control effort among other healthy wheels. Simulations using a high-fidelity, CarSimV R , full-vehicle model show the effectiveness of the proposed in-wheel motor=motor driver fault diagnosis and fault-tolerant control approaches.
INTRODUCTION
Hybrid electric, plug-in hybrid electric, and pure electric vehicles have been considered as promising vehicle architectures due to their remarkable potentials in emissions and fuel consumption reductions . Among these vehicle architectures, the four-wheel independently actuated (4WIA) electric vehicle is an emerging one. The 4WIA electric vehicles employ four inwheel (or hub) motors to drive the four wheels, respectively. Thetorque and driving=braking mode of each wheel can be controlled independently. Such actuation flexibility together with the electric motors’ fast and precise torque responses may enhance the existing vehicle control strategies, e.g., traction control system and direct yaw-moment control, and other advanced vehicle motion=stability control methods . However, in comparison to the conventional vehicle architectures, the probability for a fault, e.g., in-wheel motor fault, takes place in a 4WIA electric vehicle is higher primarily due to the significantly increased system complexity and number of actuators. The inwheel motor faults may be caused by mechanical failures, overheat of the motors, or faults associated with the motor drivers. When such a fault occurs, the faulty wheel may fail to provide the expected torque and thus jeopardize the vehicle motion control .
چکیده
در این مقاله، یک تشخیص گسل موتور درایو و روش کنترل تحمل گسل برای موتورهای الکتریکی 4WIA به طور مستقل به کار می رود. وسیله نقلیه الکتریکی 4WIA یکی از معماری امیدوارکننده برای وسایل نقلیه الکتریکی است. در حالی که چنین معماری خودرو به شدت انعطاف پذیری برای کنترل خودرو را افزایش می دهد، همچنین الزامات در مورد قابلیت اطمینان، ایمنی و تحمل گسل را به دلیل افزایش تعداد موتورهای اجرایی افزایش می دهد. روش تشخیص خطا برای پیدا کردن معیوب موتور درایو = جفت راننده موتور توسعه یافته است. رویکرد تشخیصی پیشنهادی نیازی به دانش دقیق در مورد ضریب اصطکاک تایر جاده ای (TRFC) ندارد و برای اشتباهات مدل سازی نیروهای تایر قوی است. براساس مکانیزم تشخیص خطا در راننده موتور، یک سیستم کنترل تحمل گسل خودرو بر اساس تخصیص کنترل طراحی شده است تا با رانندگی موتور درایو موتور = خطای راننده موتور، با به طور خودکار تخصیص تلاش کنترل در میان دیگر چرخ های سالم طراحی شده است. شبیه سازی با استفاده از رضایت بالا، CarSimV R، مدل کامل خودرو نشان دهنده اثربخشی تشخیص خطای راننده درایو موتور درایو موتور و روش های کنترل تحمل گسل است.
مقدمه
هیبریدی الکتریکی، پلاگین هیبریدی الکتریکی و وسایل نقلیه الکتریکی خالص به عنوان پتانسیل قابل توجه در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و کاهش مصرف سوخت، به عنوان معماری امیدوار کننده در نظر گرفته شده اند. در میان این سازه های خودرو، چهار چرخ به طور مستقل نیروی الکتریکی (4WIA) عمل می کند، یکی از در حال ظهور است. وسایل نقلیه الکتریکی 4WIA به ترتیب چهار چرخ موتور (یا هیدرولیک) را برای چهار چرخ به کار می برند. Thetorque و رانندگی = حالت ترمز هر چرخ می تواند به طور مستقل کنترل شود. چنین انعطاف پذیری در کنار هماهنگی با پاسخهای گشتاور سریع و دقیق موتورها ممکن است راهکارهای کنترلی کنترل خودرو را بهبود بخشد، مثلا سیستم کنترل کشش و کنترل مستقیم حرکت نزولی، و سایر روش های پیشرفته کنترل حرکت خودرو. با این حال، در مقایسه با معماری وسایل نقلیه معمولی، احتمال یک خطا، به عنوان مثال، خطای موتور در چرخ، در یک وسیله نقلیه الکتریکی 4WIA اتفاق می افتد که عمدتا به دلیل پیچیدگی سیستم و تعداد موتورهای محرکه است. گسل های موتور چرخشی ممکن است ناشی از شکست مکانیکی، گرمای بیش از حد موتورها یا گسل های مرتبط با رانندگان موتور باشد. هنگامی که چنین خطایی اتفاق می افتد، چرخ معیوب ممکن است گشتاور مورد انتظار را فراهم نکند و در نتیجه کنترل حرکت خودرو را به خطر می اندازد.
Year: 2012
Publisher : ASME
By : Rongrong Wang, Junmin Wang
File Information: English Language/ 10 Page / size: 153 KB
Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart
سال : 1391
ناشر : ASME
کاری از : رونگرونگ وانگ، Junmin وانگ
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 10 صفحه / حجم : KB 153
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.