全輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)車輛雙重轉(zhuǎn)向控制策略的研究

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1、全輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)車輛雙重轉(zhuǎn)向控制策略的研究2011年(第33卷)第5期汽車工程AutomotiveEngineering2011076全輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)車輛雙重轉(zhuǎn)向控制策略的研究范晶晶,羅禹貢,張海林,李克強(qiáng)(1?清華大學(xué),汽車安全?b節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京1000842中國(guó)北方車輛研究所,北京100072)[摘要]為全輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)車輛提出一種雙重轉(zhuǎn)向的控制策略,設(shè)計(jì)了雙重轉(zhuǎn)向的總體控制結(jié)構(gòu)?它是包括三自由度參考車輛模型,橫擺力矩確定層和轉(zhuǎn)矩分配層的分層控制體系?在橫擺力矩確定層中,設(shè)計(jì)了基于PID的橫擺力矩控制策略;在轉(zhuǎn)矩分配層中,設(shè)計(jì)了基于縱向驅(qū)動(dòng)力總和不變的轉(zhuǎn)矩分配策略?在此基礎(chǔ)上

2、,開發(fā)了雙重轉(zhuǎn)向控制策略仿真平臺(tái),進(jìn)行了仿真分析和實(shí)車試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果吻合度較高,表明所提出的雙重轉(zhuǎn)向控制策略對(duì)減小車輛轉(zhuǎn)向半徑有明顯效果.關(guān)鍵詞:全輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng);電動(dòng)車;雙重轉(zhuǎn)向AResearchontheDual—SteeringControlStrategyforAll一WheellndependentElectricDriveVehicIeFanJingjing,LuoYugong,ZhangHailin&LiKeqiangl.TsinghuaUniversity,StateKeyLabofAutomotiveSafetyandEnergy,Beijing100

3、084;2.ChinaNorthVehicleResearchlnstitute,Beijing100072[Abstract]Adual—steeringcontrolstrategyisproposedforanall-wheelindependentdriveelectricvehicle,andanoverallcontrolarchitecturefordualsteeringisdesigned.Itisalayeredcontrolsystemconsistingofa3DOFvehiclemodehayawmomentdetermininglayerandatorqu

4、edistributionlayerJnyawmomentdetermininglayer,aPID—basedyawmomentcontrolstrategyisdesigned,andintorquedistributionlayer9torquedistributionstrategyisincorporatedwiththesumoflongitudinaldrivingforceremainingconstant.Onthisbasis.asimulationplatformfordual一steeringcontrolstrategyisdeveloped,andasim

5、ulationandarealvehicletestareconducted.Thesimulationresultswellagreewithtestdata,indicatingthatdual一steeringcontrolstrategyproposedhasobviouseffectonreduc一ingtheturnradiusofvehicle.Keywords:all-wheelindependentdrive;EV;dual-steering前言全輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的每個(gè)車輪均由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng),由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)很快,因此全輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可嘗試很多的控制方法.同

6、時(shí),全輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式也為提高車輛的機(jī)動(dòng)性提供了可能.國(guó)外對(duì)四輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)控制研究較為深入,包括單純研究穩(wěn)定性控制方法,通過各輪驅(qū)動(dòng)力的合理搭配,使輪胎力不超過最大摩擦力,從而保證橫向的穩(wěn)定性I.J.述有研究前輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向(AFS)和直接橫擺力矩控制(DYC湘融合的控制系統(tǒng),通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制提高車輛的操縱穩(wěn)定性J?但是,目前未見通過驅(qū)動(dòng)力的控制改變轉(zhuǎn)向性能,提高車輛機(jī)動(dòng)性方而的研究.文屮提出了雙重轉(zhuǎn)向的控制策略,設(shè)計(jì)了包括橫擺力矩確定層與轉(zhuǎn)矩分配層的分層控制體系?在此基礎(chǔ)上,開發(fā)了雙重轉(zhuǎn)向控制策略仿真平臺(tái),針對(duì)不同路面附著系數(shù),不同轉(zhuǎn)向操作和不同車速的工況

7、進(jìn)行了仿真分析,并針對(duì)相應(yīng)的仿真工況進(jìn)行了實(shí)車試驗(yàn).原稿收到日期為2010年6月1713,修改稿收到日期為2010年9月17H.汽車工程2011年(第33卷)第5期1雙重轉(zhuǎn)向控制傳統(tǒng)車輛轉(zhuǎn)向是通過車輪的轉(zhuǎn)向角實(shí)現(xiàn)的,在良好的路面上是很有效的轉(zhuǎn)向方式,但是在路面附著較差的情況下,傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向則顯得力不從心,而拖滑轉(zhuǎn)向是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向方式非常有益的補(bǔ)充,將傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向和拖滑轉(zhuǎn)向相結(jié)合,稱為雙重轉(zhuǎn)向.雙重轉(zhuǎn)向既可減小低速情況下的轉(zhuǎn)彎半徑,也能避免或緩解單純采用拖滑轉(zhuǎn)向所帶來的

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