四轮驱动轮毂电机电动汽车转向助力研究

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1、—————————————————————————————————四轮驱动轮毂电机电动汽车转向助力研究——————————————————————————————————ResearchonPower-assistedSteeringSystemofElectricVehiclewithFour-wheelIndependentDriveIn-wheelMotors———————————————————————————————————作者姓名：宗新怡领域（方向）：汽车仿真与控制指导教师：邓伟文教授学位类别：工

2、程硕士论文答辩日期：2015年5月31日摘要四轮驱动轮毂电机电动汽车转向助力研究本文依托863项目“电动汽车底盘及整车控制关键技术”进行转向助力系统的研究和开发工作，电动助力转向系统（EPS）与差动助力转向系统是目前匹配四轮轮毂电机驱动电动汽车转向助力系统的最热门的系统。目前，针对EPS系统的研究比较多也较为成熟，差动助力系统则仅通过软件的算法就可以实现，即可以省去硬件的成本，又能充分发挥四轮轮毂电机驱动电动汽车四轮独立驱动的优势，为满足四轮轮毂电机驱动电动汽车对转向性能的要求，本文旨在选择出最优的转向助力系

3、统进行开发。本文首先分别进行了EPS基本控制策略的开发，包括了力矩微分控制、助力特性选择和电机补偿控制，并且对控制策略模块进行了封装工作，方便接下来的仿真实验；也进行了差动助力基本控制策略的开发，其中包括了助力特性曲线的选择确定和差动转矩控制策略的开发。为了进行仿真实验，本文还进行了整车动力学模型和电机模型的建模。经过Carsim和Simulink的联合仿真实验对比两种转向助力系统的助力效果，分为低速满角度工况、中心区转向工况和稳态回转工况，最终由实验数据对比证明EPS系统在低速状态下的助力效果比差动助力的助

4、力效果更好，为满足四轮轮毂电机驱动电动汽车对转向轻便性的要求，本文选择EPS系统作为最优的选项进行进一步的开发。在对EPS系统进行进一步的开发过程中，主要包括了先进控制策略的开发、电机底层控制软件的开发，仿真验证了基于回正力矩估计的EPS主动回正控制和EPS防路面冲击控制，仿真结果显示控制效果良好，并且对电机的底层控制策略进行了验证。为应用到实车中，本文还进行了EPS原型控制器的开发，包括了控制器的软件和硬件的设计，软件设计包括无刷EPS软件的架构和平台软件的开发，硬件设计包括了原型控制器的基本结构单元的设计

5、。最终开发完成的EPS控制器安装到实车上进行了原地转向试验、转向轻便性试验和转向回正性能试验，实验结果显示车辆的各项转向性能指标均达到要求，完成了本文最初的目标设置。I关键词：轮毂电机电动汽车、转向助力、EPS、差动助力、控制器IIAbstractResearchonPower-assistedSteeringSystemofElectricVehiclewithFour-wheelIndependentDriveIn-wheelMotorsBasedontheNational863HighTechProgr

6、am“KeyTechnologyofvehicleandchassiscontrolforelectricvehicle”,thispaperismainlyabouttheresearchanddevelopmentofpower-assiststeeringsystemfortheelectricvehicle.Currently,theelectricpowersteering(EPS)systemanddifferentialassistedsteering(DAS)systemarethemostp

7、opularpower-assistedsystemsforbeinginstalledontheelectricvehicle.Sofar,thetechnologyofEPSismorematureanddevelopedthanDAS,buttheadvantageofDASsystemisthatthepower-assistedalgorithmcanbeachievedonlybysoftware,whichmeansthatthehardwarecostcanbesaved.Inotherwor

8、ds,theDASsystemcanbringouttheelectricvehicle’sfullpotentials.Tomeettherequirementsoftheelectricvehicle’sbeststeeringperformance,thispaperaimstoselectabetterpower-assistedsteeringsystemfromEPSsystemandD