融合輔助轉向功能的電動輪汽車電子差速控制研究

摘 要：伴隨著電動輪汽車行業的發展和進步，為了有效提升其可控優勢，就要借助車輛轉向動力學和驅動力矩分配等方式有效對電子差速進行控制。文章中簡要分析了電子差速轉向原理，并系統化討論了融合輔助轉向功能的電動輪汽車電子差速控制策略，僅供參考。

關鍵詞：輔助轉向功能；電動輪汽車；電子差速；原理；控制策略

一、電子差速轉向原理

所謂差速，就是指車輛在正常行駛過程中會出現轉向操作，或者是遭遇路面不平的情況，此時，車輛的內車輪和外車輪之間要形成轉速差值，才能有效對車輛進行控制，確保其轉向平衡符合要求，不會出現車輪滑轉以及拖拽的問題。需要注意的是，因為車輛轉向過程中兩側車輪本身就會出現弧形軌跡，且外側的車輪痕跡要明顯大于內側車輪，所以，在相同的時間范圍內，要想形成平衡，就要保證外側車輪的轉速高于內側車輪的實際轉速。

正是基于以上的運行原理，目前電動輪汽車開始應用輪轂電機，使融合輔助轉向功能電動汽車的研發得以實施。另外，因為輪轂電機在實際應用的過程中能完成獨立控制和獨立操作，電子差速系統和傳統的系統運行過程還存在差距，因此，系統并不需要進行離合裝置和傳動裝置的設置，一些常規化的部件對整體運行過程的影響效率并不大。電動輪汽車運行過程中兩側驅動輪驅動處理獨立狀態，沒有汽車差速系統的約束，也會對后續應用過程造成影響。[1]

基于轉速控制策略對電子差速設備予以系統化設計和處理，要對兩側獨立的驅動輪施加傳動約束，滿足n1=f（n2）的關系，將其作為約束根本，能有效減少車輪不穩定造成的影響。然而，這種應用機制和運行方式會對精確度造成約束，這會對整體匹配結構造成影響，相關技術人員要對具體操作流程展開系統化分析和判定。

二、融合輔助轉向功能的電動輪汽車電子差速控制策略

在對電動輪汽車進行全面分析的基礎上，要對驅動輪轉矩和轉速等基礎參數進行分析，建立獨立且精確的控制機制，完善機械式差速器處理效果的同時，要對差速予以控制，有效避免車輪和地面之間發生滑轉或者是拖拽的問題，并且要積極建立合理性分配機制，一定程度上避免了循環功率造成的問題，有效提升轉向行駛效果。需要注意的是，電動輪汽車在實際管理控制策略體系建立的過程中，也要借助控制算法完成自動調節工序，以保證兩側驅動輪轉矩能被控制在規定范圍內，實現轉向性能的全面優化。[2]

（一）輪轂電機控制

第一，控制方法的判斷。要將電機調速控制作為關鍵和基礎，有效維護控制技術的運行機制，結合弱磁調速機制和電壓調速機制進行控制管理，充分遵循電子差速原理，結合電機反饋轉速信號以及輸入轉速指令的誤差參數，發揮PI和PID之間調速的優勢，有效完成閉環處理和控制。但是，因為車輛系統運行過程會出現非線性以及行駛工況較差的現象，這就會導致理論數值和實際數值之間存在誤差，甚至會造成滑轉問題。基于此，要結合電機功率控制機制對其進行處理，這種處理方式和傳統內燃機汽車油門踏板的原理較為相似，利用電機轉矩控制機制，能借助電流對電機轉矩進行調控，發揮PI控制優勢，確保能對電機電流以及輸出轉矩等基礎參數予以合理化管控，維護閉環控制的基礎效果。

第二，輪轂數學模型。電動機汽車主要是利用永磁無刷直流輪轂電機的處理方式，轉矩控制機制能為其運行效率的優化提供保障，借助相互耦合性就能提升建模實效性。目前，主要是借助電機運行平衡公式對轉矩關系式進行推論，基礎閉環操作控制。

驅動電機單機閉環控制系統，k1、k2、ki、ks都是調節參數，借助PI控制處理機制能有效提升電機轉矩的響應效果，也能為轉矩跟隨能力的優化奠定基礎。[3]

（二）驅動輪轉矩綜合控制

為了保證驅動輪轉矩應用效果，要結合實際應用需求進行統籌處理，確保能整合管理流程，為后續車輛行駛管理工作的全面開展奠定基礎，有效整合穩態轉向和失穩轉向處理工序，充電發揮不同結構簡單且響應快的價值優勢。一方面，在車輛高速度運行的狀態下，會出現失穩的現象，此時為了有效提升差速功能管理機制，要對車輛轉向穩定性進行控制和測試。另一方面，要積極處理轉矩分配結構，利用目標橫擺角速度跟隨處理，就能減少車輛轉向行駛過程中出現的多轉向趨勢，一定程度上提高輔助功能的合理性。依據車輛的實際行駛狀態就能判定最優化的控制方式。

（三）基于橫擺角速度的轉矩分配機制

第一，要結合轉向模型對具體問題進行具體分析，有效研究電動輪汽車兩側驅動轉輪矩控制效果，維護差速控制水平的基礎上，要對輔助效果予以分析和判定，整合管理流程的完整性。

第二，要對車輛穩定性的表征參數進行統籌處理，其中，著重對質心側偏角對車輛穩定性、目標橫擺角速度以及協調轉矩等進行測試和分析，有效結合簡化模型就能對控制方式進行協調和分析，優化管理流程的完整性，也為后續控制效果的優化奠定基礎。

三、結語

總而言之，在融合輔助轉向功能的電動輪汽車電子差速控制過程中，要充分認知到具體問題具體分析的重要性，并且發揮穩定性控制器的應用價值和優勢，有效整合處理流程，保證控制結構的完整性，也為模型和車輛管理工作的調節奠定基礎，提高控制效果，減少車輛安全事故的發生幾率。

參考文獻：

[1]張勇.融合輔助轉向功能的電動輪汽車電子差速控制研究[D].江蘇大學，2016.

[2]魏建偉.新型電動輪轉向系統控制策略及性能分析[J].農業裝備與車輛工程，2017，55（11）：1.5.

[3]孫偉.基于主動輪系統的電動汽車整車動力學分析與集成控制[D].重慶大學，2015.

作者簡介：令狐昌偉（1981.），男，貴州人，本科，講師，專業教師，研究方向：汽車電子。