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4輪獨立輪轂電機驅動電動汽車的最優轉矩分配控制策略

車輛平面運動（縱向、橫向和橫擺運動）主要取決于輪胎與路面間接觸印記的摩擦力。輪胎的摩擦力受路面條件和垂直輪胎負荷的限制。為了保證車輛在極限處的性能而應使所有輪胎工作在有效范圍內，輪胎力需要被控制在輪胎摩擦橢圓內。電動汽車在解決環境和能源問題上受到了廣泛關注，其在運動控制控制方面比內燃機車更具優勢。

為了提高車輛的穩定性，應在滿足駕駛員命令的同時保證每個車輪分配的制動/驅動力矩的輪胎飽和特性。提出了一個最佳的扭矩分配方法，即在電動汽車上配備4個獨立的輪轂電機以提高車輛的操縱和穩定性能，并建立了考慮不同性能指標（車輛的重心和力矩誤差、執行控制力和輪胎的負荷情況）間干擾的多功能新型目標函數。該方法可以獲得優化解析解。

提出的目標函數以實現理想重心處受力和力矩與實際值之間的誤差最小化、控制執行器力的最小化以及施加到每個車輪上力矩使輪胎負荷合適為目標。設計了一種加權因子調整方案，在目標函數中調整各性能的相對權重來滿足不同的駕駛條件，為駕駛員提供正確的路感并能保持車輛的穩定性。為了能夠實時執行，對優化問題采用了閉環的解決方案。基于CarSim 和Matlab/Simulink對所提出最優轉矩分配的有效性進行了仿真評估。在不同駕駛條件下的仿真結果表明，所提出的控制策略可以有效提高4輪獨立輪轂電機驅動電動汽車的操縱穩定性，包括在路面濕滑的條件下。未來，實時對重心位置、輪胎力以及路面摩擦因數的估計是必要的。

刊名：Vehicle System Dynamics（英）

刊期：2015年第53卷

作者：Avesta Goodarzi et al

編譯：楊昆