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多電機分布式驅動汽車底盤集成控制技術
3.1容錯控制
由于分布式驅動電動汽車是一個典型的過驅動系統(tǒng)，系統(tǒng)復雜性高、耦合性強、執(zhí)行器與傳感器數(shù)量多，因此各子系統(tǒng)發(fā)生失效的概率也大幅增加。且由于各子系統(tǒng)的復雜耦合關聯(lián)關系，失效后引起的整車動力學響應也更加復雜。為了保證分布式驅動電動汽車在傳感器失效、驅動系統(tǒng)、底盤執(zhí)行機構發(fā)生故障時仍能具備安全行駛能力，分布式驅動汽車容錯控制方法可以分為兩類：被動容錯和主動容錯。
被動容錯控制在不改變控制器和系統(tǒng)結構的條件下，通過對可能發(fā)生的故障進行分類概括，只需預先制定邏輯規(guī)則，使得其對外界擾動或特定故障具有魯棒性，達到故障容錯的目的。目前的被動容錯控制技術研究主要集中在可靠鎮(zhèn)定、完整性控制以及聯(lián)立鎮(zhèn)定３個方面，具有結構設計簡單、易于實現(xiàn)的優(yōu)點，但是其控制范圍有限，不能通過魯棒控制解決所有故障類型。對于控制維數(shù)較高、故障源更多的分布式驅動電動汽車，被動容錯控制策略顯得過于保守，控制性能難以達到最優(yōu)。主動容錯控制根據(jù)獲取的精確故障信息，在不同的故障模式下實時調節(jié)控制器參數(shù)或重構控制器結構，主動補償或削弱故障的影響，提高故障下系統(tǒng)的性能要求。
目前分布式驅動電動汽車的容錯控制多以動力性和穩(wěn)定性為控制目標，對存在傳感器失效、驅動及底盤執(zhí)行系統(tǒng)失效的分布式驅動電動汽車進行容錯控制。如何對故障位置及故障模式進行精確判斷是進行主動容錯控制的基礎。同時，現(xiàn)有研究主要考慮單一執(zhí)行器失效的情況，缺乏多種失效耦合作用機理及底盤容錯控制研究。未來針對多機構執(zhí)行器故障容錯集成控制的研究將確保車輛多維度的行駛安全性。
3.2底盤域控制器
域控制器（DCU）的概念最早是以博世、大陸為首的控制系統(tǒng)級供應商提出，以解決信息安全、控制單元數(shù)量較多帶來的計算負荷大的問題。域控制器將整車電控系統(tǒng)按照功能劃分為動力域（安全）、底盤域（操縱）、信息娛樂域（座艙域）、自動駕駛域（高級輔助駕駛域）和車身域（車身電子）五大區(qū)域，每個區(qū)域設計相互獨立功能和控制目標的域控制器，最后通過CAN總線或其他通信方式與控制主線連接，實現(xiàn)整車的信號通信，然后利用計算能力強大的多核芯片處理相對集中的控制域內(nèi)原本歸屬各個ECU的大部分功能。通過域控制器的整合，最大的優(yōu)勢是將分散的車輛硬件之間實現(xiàn)信息互聯(lián)互通和資源共享，大幅改善數(shù)據(jù)處理效率繼而提升車輛的智能化水平。
清華大學李亮等提出了面向智能汽車的底盤動力學域控制概念和底盤動力學域控制架構，如圖7所示。該控制架構首先進行底盤多傳感器的信號融合，通過對車輛系統(tǒng)以及行駛環(huán)境的關鍵狀態(tài)參數(shù)進行估計，在此基礎上進行整車多自由度動力學狀態(tài)演算；通過車輛動力學運行狀態(tài)對駕駛人行駛操縱意圖進行精準識別，根據(jù)駕駛意圖的識別結果，進行底盤多目標多系統(tǒng)的綜合優(yōu)化以及各個部件的協(xié)調控制。
圖7 面向智能汽車的底盤動力學域控制架構
目前分布式驅動汽車上還未見基于域控制架構的底盤控制器產(chǎn)品，相關研究也較少，為了實現(xiàn)未來車輛智能化與網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，高度集中式的電子電氣架構將成為分布式驅動汽車控制系統(tǒng)解決方案，域控制器作為整車集成度最高的集成平臺。
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