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簡析分布式驅(qū)動電動汽車的操穩(wěn)性控制

2020-09-08 11:40:26·  來源：北京理工新源  
　
在談到車輛操控時，人們經(jīng)常會提到轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過度這兩個詞，它們是衡量車輛操控是否穩(wěn)定的重要標(biāo)準(zhǔn)。如圖1和圖2所示，轉(zhuǎn)向不足（俗稱推頭）主要表現(xiàn)為車輛在
在談到車輛操控時，人們經(jīng)常會提到“轉(zhuǎn)向不足”和“轉(zhuǎn)向過度”這兩個詞，它們是衡量車輛操控是否穩(wěn)定的重要標(biāo)準(zhǔn)。如圖1和圖2所示，轉(zhuǎn)向不足（俗稱“推頭”）主要表現(xiàn)為車輛在轉(zhuǎn)彎過程中實際轉(zhuǎn)向角度比理想的轉(zhuǎn)向角度要小，容易造成車轉(zhuǎn)不過去彎從而沖出道路；而轉(zhuǎn)向過度（俗稱“甩尾”）則是實際轉(zhuǎn)向角度比理論的轉(zhuǎn)向角度大，后輪出現(xiàn)了向彎道外側(cè)滑動的現(xiàn)象。出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足時車輛行駛軌跡會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，車輛可能會沖出路面；而發(fā)生轉(zhuǎn)向過度時車輛會發(fā)生甩尾，危險性更高，所以一般家用車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計都會偏向轉(zhuǎn)向不足。在車輛的主動安全控制中，為提高車輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，減少駕駛員在極限工況下的安全事故，很多車輛標(biāo)配了電子穩(wěn)定性系統(tǒng)（ESP）。傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車或者集中式驅(qū)動電動汽車的ESP系統(tǒng)通過控制車輛制動器制動力分配產(chǎn)生橫擺力矩，保證車輛的橫擺穩(wěn)定性。


分布式驅(qū)動電動汽車的穩(wěn)定性控制方法主要包括主動懸架控制、四輪轉(zhuǎn)向控制和直接橫擺力矩控制（Direct Yaw-moment Control，DYC）。DYC對車輛的操縱穩(wěn)定性控制效果更好，根據(jù)相關(guān)狀態(tài)參數(shù)的實際值與理想值之間的偏差決策出維持車輛穩(wěn)定行駛所需的附加橫擺力矩，然后控制相關(guān)的執(zhí)行系統(tǒng)改變車輛的橫擺力矩，從而調(diào)整車輛運行狀態(tài)。分布式驅(qū)動電動汽車與傳統(tǒng)燃油車的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)工作原理相同，但附加橫擺力矩的實現(xiàn)方式差別比較大。傳統(tǒng)燃油車主要是控制液壓制動系統(tǒng)來改善車輛穩(wěn)定性，分布式驅(qū)動電動汽車的裝載四個電機分別控制每個車輪的驅(qū)動或制動，且電動汽車裝載的液壓制動系統(tǒng)，可以實現(xiàn)電機與液壓的復(fù)合控制，相對于傳統(tǒng)燃油車，分布式驅(qū)動電動汽車實現(xiàn)穩(wěn)定性控制主要具有兩大優(yōu)勢，一是由于電機控制精度高、響應(yīng)速度快，可以實現(xiàn)車輪的最優(yōu)控制；二是車輛根據(jù)電機特性與液壓制動系統(tǒng)，可靈活多樣的實現(xiàn)車輪力矩分配。

北理新源研發(fā)的DYC控制策略已經(jīng)在多個分布式驅(qū)動樣車上搭載，有效的提高了車輛轉(zhuǎn)向時的穩(wěn)定性。


撰稿：趙憲華
審核：龍超華 
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