基于四轮轮毂电机驱动电动汽车的电子稳定控制系统

基于四轮轮毂电机驱动电动汽车的电子稳定控制系统

4个车轮由轮毂电机直接独立驱动的电动汽车是一个过驱动系统，可以直接对每个车轮的驱动和制动力矩进行独立控制。对比分析了以往被应用和研究过的电子稳定性控制方法，并在此基础上提出了一个拥有三级控制策略的电子稳定控制（ESC）系统，从而保证能够实现4个轮毂电机上驱动转矩的最优分配。第一级是一个二次线性增益调节器，该调节器主要根据整车的当前运动状态，产生ESC系统所需要的期望横摆力矩命令，并传送到下一个控制层。第二级是控制分配层，该层的主要任务是根据系统所需要的期望横摆力矩和驾驶员意图（加速、减速、转向），将期望横摆力矩优化分配到各车轮的期望纵向轮胎上（包括驱动力矩和制动力矩）。同时，由于不同路面情况能产生的摩擦力不同，因此地面所能提供给轮胎的力受到一定约束。为了防止各车轮上的力达到饱和状态，需要根据各个车轮的工作负荷率来设计相关的加权矩阵。第三级是滑移率控制（SRC）层，该级的主要任务就是基于复合滑移轮胎模型控制每个车轮产生所需的轮胎纵向力。最后，针对提出的控制方法进行相关的仿真试验验证。仿真试验结果表明，该方法可以提高ESC系统在测试试验中的控制性能。由于轮胎模型的未知性比较强，所以可以通过整车转向角正弦输入测试试研究SRC的有效性。试验结果表明，如果采用所提出的控制方法与SRC相结合的策略，并通过应用牵引力控制系统/防抱制动系统将滑移率控制在一个稳定区域内，那么在对整车稳定性进行控制时，SRC对最终的控制效果并不起决定作用。

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

编译：罗家庆