纯电动汽车低速转向差速控制方法研究.pdf

《纯电动汽车低速转向差速控制方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·纯电动汽车低速转向差速控制方法研究·文章编号：1002—4581(2014)02—0020—04纯电动汽车低速转向差速控制方法研究蒋呜雷，张欣，杨庆保JiangMinglei，ZhangXin2，YangQingbao(1．北京信息职业技术学院汽车工程系，北京100070；2．北京交通大学机械与电子控制工程学院动力机械工程系，北京100044)摘要：文中研究了轮毂电机四轮驱动纯电动汽车的低速转向差速特性，使用Matlab／Simulink建立差速模型，进行了仿真结果分析，并通过试验验证了差速算法的可行性。关键词：纯电动汽车；差速控制；仿真中图分类号：U469．72：U463．4．02文

2、献标志码：AO引言1差速控制分析近些年来，采用4个独立控制的轮毂电机直根据四轮独立驱动汽车的低速转向特性，对接驱动4个车轮的电动车方案备受关注。这种方轮毂电机四轮独立驱动纯电动汽车的低速转向差案的应用将极大简化汽车的机械传动系统，空间速控制方法进行了研究，为试验样车构建了合适布局灵活，传动效率高。此外，采用轮毂电机单的差速控制算法，在保证样车转向差速性能的前独驱动车轮，有利于提高车轮转向控制的动态响提下，尽可能降低控制的复杂程度。应性，具备灵活的行驶特性，用微机控制来实现试验车辆的结构如图1所示，该车动力由4块各种性能优化，提高了车辆的操控性及安全性。J。12V单体铅酸电池串联提供，额定

3、电压48v，电流汽车转弯时，因为内侧车轮转弯的路程小于外50A。4个轮毂电机直接驱动4个车轮，并且1个电侧车轮，导致内侧车轮的转速小于外侧车轮转速，机控制器控制1个轮毂电机，车辆最高车速60km／h，而且在转向过程中如果不对内外侧车轮的转速进轴距1．651TI，轮距1．11TI，内转向轮最大转角42。。行合理控制，将会出现车轮滑转或滑移，导致轮胎磨损加剧，寿命缩短，严重时甚至损害车辆的转向和制动性能，危及驾驶人员和车辆安全。所以，传统能源汽车常采用机械差速装置来实现转向。而四轮独立驱动的纯电动汽车，由于采用轮毂电机直接驱动内外侧车轮，没有机械差速装置，在转向时需要整车控制器对4个车轮的转

4、速进行单独控制，实现电子差速，但其差速控制策略非常复杂，对控制器的要求和成本也很高。然而，在大部分城市交通图1试验车辆中，实际使用的纯电动汽车行驶速度较低，转向车基于高效、简化差速控制技术的思想，在低速速也低，一般都在60krn／h以下，所以可根据低速时，采用Ackermann转向模型(见图2)作为差速转向特性，采用适当的差速算法，在保证车辆转向控制策略。该模型假设：车辆整体刚性，所有车轮差速性能的前提下，尽量减轻差速控制的复杂程绕一个中心无滑转和滑移转动；忽略地面因素，轮度，降低控制器成本qJ。胎侧向变形和所承受的侧向力成正比；忽略轮胎材·纯电动汽车低速转向差速控制方法研究·验证方案为

5、：根据上述仿真数据结果可知：∽＼巡删1)输入车速5m／s，将内转向轮转角分别设置1)车辆转向时外侧车轮：呈转速始终¨大于内侧转为10。、15。、20。、25。、30。和35。，记录仿真模速；内侧左前、后轮速度随车辆转向角的增大而型输出的各车轮速度，如图4所示；减小；外侧右前、后轮速度随车辆转向角增大而增大；所有车轮的速度变化均随转向速度的提高而增大；变化趋势与实际情况相符。2)因为模型简化了前轮转向结构，不考虑垂们直载荷对轮胎转速的影响，而且实际的转向中心暑＼、应在车辆后轴的延长线上方，所以车辆的实际转向半径要比模型中的转向半径小，而且实际外转向轮的转角2比差速模型中的要大，导致后轮的转

6、向半径比差速模型中的大。因此由模型计算得到的车轮速度与实际情况存在误差，计算出的前Iul0ZU0dUJ0内转向轮转角轮速度比实际速度小，后轮速度比实际速度大，图4车速5m，s时的各车轮速度但误差一般在5％以内。3)此差速算法具有一定的局限性。如图6所2)将车速变为lOrn／s，而内转向轮的转角不变，示，当车速为15m／s，转向角为20。时，右前轮轮依IEt为l0。、15。、20。、25。、30。和35。，此时模速已经超过16．6m／s，即样车的最高车速为60型输出的各车轮速度如图5所示；km／h时，右前轮将保持在最大转速不变，而且随着车速和转向角的增大，其他车轮也将逐渐保持最大轮速不变，

7、差速控制将不起作用，但是，出现此种情况时车速已经在60km／h以上，超过了大部分城市的常用行驶速度。3差速算法试验验证差速算法的参数为车速和内转向轮转角，加101520253035速踏板信号反映了车辆的需求和车速，因为转向内转向轮转角盘转角信号和内转向轮转角信号呈线性关系，所图5车速10ntis时的各车轮速度以转向盘转角信号反映了车辆转向方向和内转向3)将车速变为15m／s，内转向轮的转向角条件仍轮的转角。将采集到的加速踏板和转向盘