4輪獨(dú)立輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配控制策略

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4輪獨(dú)立輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配控制策略

車輛平面運(yùn)動(dòng)（縱向、橫向和橫擺運(yùn)動(dòng)）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(fù)荷的限制。為了保證車輛在極限處的性能而應(yīng)使所有輪胎工作在有效范圍內(nèi)，輪胎力需要被控制在輪胎摩擦橢圓內(nèi)。電動(dòng)汽車在解決環(huán)境和能源問(wèn)題上受到了廣泛關(guān)注，其在運(yùn)動(dòng)控制控制方面比內(nèi)燃機(jī)車更具優(yōu)勢(shì)。

為了提高車輛的穩(wěn)定性，應(yīng)在滿足駕駛員命令的同時(shí)保證每個(gè)車輪分配的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力矩的輪胎飽和特性。提出了一個(gè)最佳的扭矩分配方法，即在電動(dòng)汽車上配備4個(gè)獨(dú)立的輪轂電機(jī)以提高車輛的操縱和穩(wěn)定性能，并建立了考慮不同性能指標(biāo)（車輛的重心和力矩誤差、執(zhí)行控制力和輪胎的負(fù)荷情況）間干擾的多功能新型目標(biāo)函數(shù)。該方法可以獲得優(yōu)化解析解。

提出的目標(biāo)函數(shù)以實(shí)現(xiàn)理想重心處受力和力矩與實(shí)際值之間的誤差最小化、控制執(zhí)行器力的最小化以及施加到每個(gè)車輪上力矩使輪胎負(fù)荷合適為目標(biāo)。設(shè)計(jì)了一種加權(quán)因子調(diào)整方案，在目標(biāo)函數(shù)中調(diào)整各性能的相對(duì)權(quán)重來(lái)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(wěn)定性。為了能夠?qū)崟r(shí)執(zhí)行，對(duì)優(yōu)化問(wèn)題采用了閉環(huán)的解決方案。基于CarSim 和Matlab/Simulink對(duì)所提出最優(yōu)轉(zhuǎn)矩分配的有效性進(jìn)行了仿真評(píng)估。在不同駕駛條件下的仿真結(jié)果表明，所提出的控制策略可以有效提高4輪獨(dú)立輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的操縱穩(wěn)定性，包括在路面濕滑的條件下。未來(lái)，實(shí)時(shí)對(duì)重心位置、輪胎力以及路面摩擦因數(shù)的估計(jì)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