基于四輪輪轂電機驅(qū)動電動汽車的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)

4個車輪由輪轂電機直接獨立驅(qū)動的電動汽車是一個過驅(qū)動系統(tǒng)，可以直接對每個車輪的驅(qū)動和制動力矩進行獨立控制。對比分析了以往被應(yīng)用和研究過的電子穩(wěn)定性控制方法，并在此基礎(chǔ)上提出了一個擁有三級控制策略的電子穩(wěn)定控制（ESC）系統(tǒng)，從而保證能夠?qū)崿F(xiàn)4個輪轂電機上驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配。第一級是一個二次線性增益調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器主要根據(jù)整車的當前運動狀態(tài)，產(chǎn)生ESC系統(tǒng)所需要的期望橫擺力矩命令，并傳送到下一個控制層。第二級是控制分配層，該層的主要任務(wù)是根據(jù)系統(tǒng)所需要的期望橫擺力矩和駕駛員意圖（加速、減速、轉(zhuǎn)向），將期望橫擺力矩優(yōu)化分配到各車輪的期望縱向輪胎上（包括驅(qū)動力矩和制動力矩）。同時，由于不同路面情況能產(chǎn)生的摩擦力不同，因此地面所能提供給輪胎的力受到一定約束。為了防止各車輪上的力達到飽和狀態(tài)，需要根據(jù)各個車輪的工作負荷率來設(shè)計相關(guān)的加權(quán)矩陣。第三級是滑移率控制（SRC）層，該級的主要任務(wù)就是基于復合滑移輪胎模型控制每個車輪產(chǎn)生所需的輪胎縱向力。最后，針對提出的控制方法進行相關(guān)的仿真試驗驗證。仿真試驗結(jié)果表明，該方法可以提高ESC系統(tǒng)在測試試驗中的控制性能。由于輪胎模型的未知性比較強，所以可以通過整車轉(zhuǎn)向角正弦輸入測試試研究SRC的有效性。試驗結(jié)果表明，如果采用所提出的控制方法與SRC相結(jié)合的策略，并通過應(yīng)用牽引力控制系統(tǒng)/防抱制動系統(tǒng)將滑移率控制在一個穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，那么在對整車穩(wěn)定性進行控制時，SRC對最終的控制效果并不起決定作用。

B.C.CHEN.International JournalofAutomotive Technology,Vol.15,No.4, pp.573-580(2014)

編譯：羅家慶