孫遠(yuǎn)舉（山東泉港藥業(yè)有限公司，濟(jì)南 250014）

淺談分布式驅(qū)動電動汽車動力學(xué)控制發(fā)展現(xiàn)狀

孫遠(yuǎn)舉
（山東泉港藥業(yè)有限公司，濟(jì)南 250014）

分布式驅(qū)動電動汽車的結(jié)構(gòu)就是將驅(qū)動電動機(jī)安裝在電動車驅(qū)動輪內(nèi)部，這樣的安裝模式主要的優(yōu)勢表現(xiàn)在傳動高效以及內(nèi)部之間的結(jié)構(gòu)緊湊等等。另外，電動車內(nèi)部的電機(jī)不僅僅是電動汽車的信息單元，同時也是汽車進(jìn)行反應(yīng)時的主要控制部分，在汽車運(yùn)行的過程中，我們可以對電動機(jī)進(jìn)行獨(dú)立控制，那么就可以有效的實(shí)現(xiàn)多種力學(xué)控制。分布式驅(qū)動電動汽車能夠為驅(qū)動防滑和制動防抱死控制提供很大的便利，其中，比較迅速和精確的執(zhí)行器就是分布式驅(qū)動電動車提供的。除此之外，分布式驅(qū)動電動汽車直接橫擺力矩控制具有很大的先進(jìn)性，和過去的直接橫擺力矩控制相比較來說，適應(yīng)性更強(qiáng)，涉及到的范圍更廣。

分布式驅(qū)動電動汽車；動力學(xué)；驅(qū)動防滑控制；發(fā)展現(xiàn)狀；分析研究

0　引言

在電動汽車發(fā)展的同時，人們最關(guān)注的問題就是汽車行駛的安全性能，那么在對汽車進(jìn)行研究的時候，將主要的研究目標(biāo)放在了電動汽車驅(qū)動力學(xué)控制上。為了使汽車行駛過程中更加安全穩(wěn)定，本文針對驅(qū)動防滑與制動防抱死控制和直接橫擺力矩控制兩個主要的方面進(jìn)行了分析，并且根據(jù)對力學(xué)的研究，逐漸實(shí)現(xiàn)了對汽車穩(wěn)定性的綜合控制，在研究的過程中，將電動汽車的個別車輪當(dāng)作研究的對象，對其施加制動力矩將車輛的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行改變，以此來提高電動汽車安全行駛的性能。

1　驅(qū)動防滑與制動防抱死控制

電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩具有很大的優(yōu)勢，它不僅具有可控性、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)，并且響應(yīng)非常迅速。和過去比較傳統(tǒng)的ABS和ASR相比較來說，其可以將電動汽車車輪的滑移率進(jìn)行改善，增強(qiáng)控制效果。

經(jīng)過不斷研究發(fā)現(xiàn)，電動機(jī)的制動轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)動速度非?？欤⑶夷軌蛟诙虝r間之內(nèi)達(dá)到預(yù)定值，所以我們可以看出，制動時間和制動的距離在很大程度上有所減小。電動機(jī)不僅具有驅(qū)動的功能，同時也具有制動的功能，所以，除了在低轉(zhuǎn)速之下會將制動轉(zhuǎn)矩進(jìn)行限制，分布式驅(qū)動電動汽車的驅(qū)動防滑與制動防抱死的控制方法是一樣的。

控制變量。在這里的控制變量主要指的是電動汽車車輪的滑移率。由于驅(qū)動防滑和制動防抱死的主要控制目的就是避免車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)或者抱死的現(xiàn)象，并且判斷車輪是否出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要根據(jù)就是車輪的滑移率，并且其控制比較直接，產(chǎn)生響應(yīng)的時間非常迅速。但是對滑移率進(jìn)行研究的時候要注意，電動汽車在不同的路面上，產(chǎn)生的滑移率也有所不同，所以要根據(jù)車輪對路面的附著系數(shù)對滑移率進(jìn)行計算。另外，滑移率的計算除了受到附著路面的影響，同時還會受到電動汽車的行駛速度和車輪轉(zhuǎn)動速度的影響。對于四輪驅(qū)動的分布式電動汽車來說，在對其驅(qū)動式車速進(jìn)行計算的時候，根本不會和非驅(qū)動車的車速進(jìn)行對比，所以對車速進(jìn)行計算的方法要求更高一步。將對車速進(jìn)行參考的計算方法忽略，把車輪的速度作為控制變量來計算。在電動汽車開始行駛的時候，汽車開始轉(zhuǎn)動的速度比較慢，當(dāng)汽車車輪轉(zhuǎn)動的速度達(dá)到很大的值的時候，在車輪開始轉(zhuǎn)動到達(dá)到一定值之間會有一段距離的緩沖，因此，就導(dǎo)致了以電動汽車車輪轉(zhuǎn)動速度為控制變量的控制一定會有所落后。但是電動汽車的車輪加速度的相位和車輪速度相位提前到90°。如果將角加速度當(dāng)作控制變量，那么就可以對車輪速度的發(fā)展變化對時滯進(jìn)行減少和控制。但是應(yīng)該注意的是，電動汽車車輪的加速度是不能通過傳感器來獲得，而是需要根據(jù)對車輪速度信號進(jìn)行測量和微分，與此同時，會將車輪速度信號進(jìn)行放大，產(chǎn)生噪音。

2　直接橫擺力矩控制

分布式驅(qū)動電動汽車為車輛利用直接橫擺力矩控制實(shí)現(xiàn)操縱穩(wěn)定性控制提供了一些硬件基礎(chǔ)，電動機(jī)具有控制快速，準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)，同時還能夠以最快的速度在驅(qū)動以及制動狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所以使操縱穩(wěn)定性控制的能力范圍有所擴(kuò)大。根據(jù)目前的分布式電動汽車來看，其直接橫擺力矩控制普遍采用分層控制結(jié)構(gòu)具體如圖1所。圖1的上層部分屬于運(yùn)動跟蹤層，使用的是參考模型跟蹤的控制算法，通過電動汽車駕駛員對信號的輸入、電動汽車目前的狀態(tài)以及參考模型的理想狀態(tài)等等有用信息，對控制力進(jìn)行計算。另外，下層部分屬于轉(zhuǎn)矩分配控制層，把廣義控制輸入分配到每一個車輪上，這樣有利于很好的對車輛的運(yùn)動進(jìn)行控制，當(dāng)然，也有一部研究采用不分層的直接控制結(jié)構(gòu)。

圖1　直接橫擺力矩分層控制結(jié)構(gòu)

運(yùn)動跟蹤控制。在對分布式驅(qū)動電動汽車進(jìn)行運(yùn)動跟蹤控制時，如果通過制動方式對直接橫擺力矩進(jìn)行控制，一定會導(dǎo)致速度有所損失，同時還會對電動汽車駕駛員產(chǎn)生很大的影響。所以說ESP 不是可以持續(xù)的控制車輛，在對其進(jìn)行控制的時候也存在死區(qū)，那么就可以允許電動汽車運(yùn)行的狀態(tài)和參考模型之間的響應(yīng)存在一些差距。其中，分布式驅(qū)動電動汽車可以充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢，對每一個車輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和制動轉(zhuǎn)矩進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，并且在完成橫擺運(yùn)動控制同時還可以滿足駕駛員的加速目的。因此現(xiàn)有分布式驅(qū)動電動汽車運(yùn)動跟蹤控制都不存在死區(qū)，而是持續(xù)的控制車輛跟蹤參考模型響應(yīng)。

3　結(jié)語

在電動汽車發(fā)展的同時，人們最關(guān)注的問題就是汽車行駛的安全性能，那么在對汽車進(jìn)行研究的時候，將主要的研究目標(biāo)放在了電動汽車驅(qū)動力學(xué)控制上。為了使汽車行駛過程中更加安全穩(wěn)定，本文針對驅(qū)動防滑與制動防抱死控制和直接橫擺力矩控制兩個主要的方面進(jìn)行了分析，希望能夠提高分布式驅(qū)動電動汽車的安全穩(wěn)定性。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.253