分布式驱动电动汽车操纵性改善控制策略设计_余卓平

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1、第４２卷第７期同济大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．７２０１４年７月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＯＮＧＪＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥ）Ｊｕｌ．２０１４文章编号：０２５３－３７４Ｘ（２０１４）０７－１０８８－０８ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－３７４ｘ．２０１４．０７．０１６分布式驱动电动汽车操纵性改善控制策略设计余卓平１，２，刘军１，２，熊璐１，２，冯源１，２（１．同济大学汽车学院，上海２０１８０４；２．同济大学新能源汽车工程中心，上海２０１８０４）摘要：根据分布式

2、电动汽车各轮驱动／制动转矩独立精确可ｒｏａｄｆｅｅｌｉｎｇ，ｗｉｔｈｔｈｅｊｏｉｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｔｈｅｓｔｅｅｒｉｎｇ控的特点，设计了一种改善车辆操纵性能的控制策略．根据ｔｏｒｑｕｅａｎｄａｎｇｌｅａｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｍａｒｋｅｄｌｙ，ｗｈｉｃｈｍｅａｎｓｔｈｅ不同车速下理想的助力特性曲线设计了差动助力转向控制ｗｏｒｋｌｏａｄｏｆｄｒｉｖｅｒｉｓｌｏｗｅｒｅｄ．Ｔｈｅｙａｗｒａｔｅｒｅｓｐｏｎｓｅｉｓ策略以改善转向轻便性，根据优化的横摆角速度参考模型设ｅｎｈａｎｃｅｄｏｂｖｉｏｕｓ

3、ｌｙ，ｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇｕｎｄｅｒｓｔｅｅｒｉｓｒｅｓｔｒａｉｎｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｎｄｔｈｅｈａｎｄｌｉｎｇｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄｒｉｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃ计了转矩矢量分配控制策略以改善操纵灵敏性，最后利用纵ｖｅｈｉｃｌｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．向力分配算法将两者结合形成差动助力转向／转矩矢量分配联合控制策略．实车试验结果表明，操纵性改善控制策略在Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄｒｉｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ；ｈａｎｄｌｉｎｇ保证

4、驾驶员路感信息的前提下明显减小了转向盘转矩，减小ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｒｉｖｅａｓｓｉｓｔｓｔｅｅｒｉｎｇ；ｔｏｒｑｕｅ了转向盘转角，降低了驾驶员操纵负担．明显提高了整车横ｖｅｃｔｏｒｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌ摆角速度响应，有效地抑制了车辆的加速不足转向特性，显著地改善了分布式驱动电动汽车的操纵性能．发展节能环保安全的电动汽车（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ关键词：分布式电动汽车；操纵性改善；差动助力转向；转Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＥＶ）被认为是解决未来能源、环境问题及实矩矢量控制中图分类号：Ｕ４２６文

5、献标志码：Ａ现主动安全最有希望的措施之一．分布式驱动电动汽车由多个电机独立驱动，电机的输出转矩独立精ＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆＨａｎｄｌｉｎｇＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆ确可控，在电机能力范围内各车轮转矩可按照任意比例分配，甚至一侧驱动一侧制动，其整车结构紧ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＤｒｉｖｅＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ［１］凑，传动效率高，因此分布式驱动电动汽车被认为ＹＵＺｈｕｏｐｉｎｇ１，２，ＬＩＵＪｕｎ１，２，ＸＩＯＮＧＬｕ１，２，ＦＥＮＧＹｕａｎ１，２［２］是未来电动汽车发展的重要方向．

6、（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＳｔｕｄｉｅｓ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ转向轻便性和操纵灵敏性是汽车操纵性品质评２０１８０４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｌｅａｎＥｎｅｒｇｙＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，［３］价中的两项重要指标．在传统汽车上通常采用电Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８０４，Ｃｈｉｎａ）动助力转向系统（ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｔｅｅｒｉｎｇ，ＥＰＳ）来Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆＨａｎｄｌｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎ

7、ｔｗａｓ改善转向轻便性，该系统由助力电机直接提供转向ｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄｒｉｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈｅｌｅｃｔｒｉｃ助力，从而减小转向盘手力．其次，通常采用转矩矢ｍｏｔｏｒｅｄｗｈｅｅｌｓｗｈｉｃｈｆｅａｔｕｒｅｄｔｈｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔａｎｄａｃｃｕｒａｔｅ量分配控制（ＴｏｒｑｕｅＶｅｃｔｏｒｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌ，ＴＶＣ）方法ｄｒｉｖｉｎｇ／ｂｒａｋｉｎｇｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｗｈｅｅｌ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｄｅａｌ来改善操纵灵敏性，该

8、方法通过限滑差速器来改变ａｓｓｉｓｔａｎｔｐｏｗｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｃｕｒｖｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅ各车轮间的转矩分配，使整车产生一个附加横摆转ｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓ，ａｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｒｉｖｅａｓｓｉｓｔｓｔｅｅｒｉｎｇｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｔｏｒｑｕｅｖｅｃｔｏｒｉｎｇ矩，加快整车横摆响应从而改善整车操纵性能．然ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙａｃｃ