4輪輪轂電機獨立驅動汽車后輪轉向與驅動/制動力矩對操縱穩定性的影響

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4輪輪轂電機獨立驅動汽車后輪轉向與驅動/制動力矩對操縱穩定性的影響

由于石油供應有限和全球變暖，因此推動了節能、高效汽車的發展。近幾年，承載1～2名乘員的小型電動汽車快速發展。但是，小型電動汽車在緊急工況（如側風）條件下的車輛操縱穩定性較差，因為其體積小巧、質量輕，因此由轉向引起的反應響應更為迅速。

雖然有學者已經提出了綜合前輪轉向角和驅動/制動力矩的車輛動力學控制，以提高小型電動汽車的操縱穩定性，但是存在著前輪轉向角控制和駕駛員轉向動作在較低頻率范圍（1Hz左右）內相互干擾的問題。

提出了集成后輪轉向和驅動/制動力矩的車輛動力學集成控制，降低了駕駛員的轉向負荷，提高了小型4輪輪轂電機獨立驅動汽車的操縱穩定性。

為了獲得用于設計控制系統的車輛動力學模型，子空間系統辨識方法被應用于整車仿真模型的信號輸入/輸出。基于Modelica仿真軟件建立了整車的仿真模型。仿真模型包括車輛模型（常規車和小型車輛）和駕駛員模型。對小型車輛模型進行頻率響應分析，以確定小型車輛模型在輸入為前/后輪轉向角及驅動/制動力矩的側偏角和橫擺角速度的響應。為實現汽車良好的操縱穩定性，需要額外增加前輪轉角，這增加了駕駛員的轉向負荷，為此提出了H∞控制方法。

通過對模型的側向風試驗和變雙車道試驗仿真，證明了所設計的集成動力學控制系統可滿足汽車性能要求。在有側風的路口進行測試，車輛在20m/s的側風作用下以60km/h速度連續行駛，駕駛員模型的作用是保持車輛行駛在原來的車道。仿真結果表明，集成控制可提高運行的穩定；前輪轉向角的數量減少了34%，從而有效減少了駕駛員的負擔。

Sunkil Yun. SICE Annual Conference 2015 July 28-30, 2015, Hangzhou, China.編譯：劉歡