提高后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車性能的扭矩矢量策略

介紹了后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車扭矩矢量控制的反饋控制器。提出控制左右扭矩矢量的控制算法，使車輛在最佳工作區(qū)工作，最大化輪胎側(cè)向力，降低車輛不足轉(zhuǎn)向，增加車輛橫向加速度。本研究的主要目的是提高車輛的可操作性。左右輪之間驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的分配可充分利用輪胎力使車輛具有較好的操縱性能。

在德國VI-Grade GmbH公司的Simulink協(xié)同仿真環(huán)境中,構(gòu)建后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車控制扭矩矢量的反饋控制器。車輛底盤模型主要用于研究車輛簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)研究車輛懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的非線性多體動(dòng)力學(xué)。結(jié)合Pacejka（帕采卡）的魔術(shù)公式和滑動(dòng)模型建立車輛輪胎模型。選擇與標(biāo)準(zhǔn)三廂轎車一致的車輛特征。因電動(dòng)機(jī)相對(duì)于車輪的慣性非常小，因此忽視其慣性。將建立的車輛模型在穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)下行駛，評(píng)估該反饋控制器的性能。動(dòng)態(tài)行駛包括圍繞賽道的數(shù)值仿真，以了解輪胎工作范圍內(nèi)扭矩矢量對(duì)車輛性能的影響。仿真結(jié)果表明，扭矩矢量控制策略能更好地利用輪胎力，從而改善車輛在偏航響應(yīng)和單圈行駛時(shí)間方面的性能。即該控制器能夠提高操控性能。車輛斜坡轉(zhuǎn)向行駛的仿真結(jié)果表明，該控制器能提高10%左右的車輛不足轉(zhuǎn)向梯度。此外，當(dāng)車輪超過最大輪胎力限制時(shí)，該控制器能夠避免車輛旋轉(zhuǎn)，而未安裝控制器的普通車輛此時(shí)會(huì)旋轉(zhuǎn)。車輛圍繞賽道行駛的仿真結(jié)果表明，扭矩矢量控制器能夠更好地利用輪胎力，減小車輛行駛單圈所用的時(shí)間。雙車道變化模擬顯示，扭矩矢量控制提高了車輛在緊急情況下的響應(yīng)，能使駕駛員更容易操控車輛。

未來研究主要在于增加輔助控制結(jié)構(gòu)，以更好地改善車輛行駛性能。

JyotishmanGhoshetal. Vehicle Power and Propulsion Conference.2015.

編譯：朱會(huì)