孫遠舉（山東泉港藥業(yè)有限公司，濟南 250014）

淺談分布式驅(qū)動電動汽車動力學(xué)控制發(fā)展現(xiàn)狀

孫遠舉
（山東泉港藥業(yè)有限公司，濟南 250014）

分布式驅(qū)動電動汽車的結(jié)構(gòu)就是將驅(qū)動電動機安裝在電動車驅(qū)動輪內(nèi)部，這樣的安裝模式主要的優(yōu)勢表現(xiàn)在傳動高效以及內(nèi)部之間的結(jié)構(gòu)緊湊等等。另外，電動車內(nèi)部的電機不僅僅是電動汽車的信息單元，同時也是汽車進行反應(yīng)時的主要控制部分，在汽車運行的過程中，我們可以對電動機進行獨立控制，那么就可以有效的實現(xiàn)多種力學(xué)控制。分布式驅(qū)動電動汽車能夠為驅(qū)動防滑和制動防抱死控制提供很大的便利，其中，比較迅速和精確的執(zhí)行器就是分布式驅(qū)動電動車提供的。除此之外，分布式驅(qū)動電動汽車直接橫擺力矩控制具有很大的先進性，和過去的直接橫擺力矩控制相比較來說，適應(yīng)性更強，涉及到的范圍更廣。

分布式驅(qū)動電動汽車；動力學(xué)；驅(qū)動防滑控制；發(fā)展現(xiàn)狀；分析研究

0　引言

在電動汽車發(fā)展的同時，人們最關(guān)注的問題就是汽車行駛的安全性能，那么在對汽車進行研究的時候，將主要的研究目標放在了電動汽車驅(qū)動力學(xué)控制上。為了使汽車行駛過程中更加安全穩(wěn)定，本文針對驅(qū)動防滑與制動防抱死控制和直接橫擺力矩控制兩個主要的方面進行了分析，并且根據(jù)對力學(xué)的研究，逐漸實現(xiàn)了對汽車穩(wěn)定性的綜合控制，在研究的過程中，將電動汽車的個別車輪當作研究的對象，對其施加制動力矩將車輛的運動狀態(tài)進行改變，以此來提高電動汽車安全行駛的性能。

1　驅(qū)動防滑與制動防抱死控制

電動機的轉(zhuǎn)矩具有很大的優(yōu)勢，它不僅具有可控性、準確性高的特點，并且響應(yīng)非常迅速。和過去比較傳統(tǒng)的ABS和ASR相比較來說，其可以將電動汽車車輪的滑移率進行改善，增強控制效果。

經(jīng)過不斷研究發(fā)現(xiàn)，電動機的制動轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)動速度非?？?，并且能夠在短時間之內(nèi)達到預(yù)定值，所以我們可以看出，制動時間和制動的距離在很大程度上有所減小。電動機不僅具有驅(qū)動的功能，同時也具有制動的功能，所以，除了在低轉(zhuǎn)速之下會將制動轉(zhuǎn)矩進行限制，分布式驅(qū)動電動汽車的驅(qū)動防滑與制動防抱死的控制方法是一樣的。

控制變量。在這里的控制變量主要指的是電動汽車車輪的滑移率。由于驅(qū)動防滑和制動防抱死的主要控制目的就是避免車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)或者抱死的現(xiàn)象，并且判斷車輪是否出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要根據(jù)就是車輪的滑移率，并且其控制比較直接，產(chǎn)生響應(yīng)的時間非常迅速。但是對滑移率進行研究的時候要注意，電動汽車在不同的路面上，產(chǎn)生的滑移率也有所不同，所以要根據(jù)車輪對路面的附著系數(shù)對滑移率進行計算。另外，滑移率的計算除了受到附著路面的影響，同時還會受到電動汽車的行駛速度和車輪轉(zhuǎn)動速度的影響。對于四輪驅(qū)動的分布式電動汽車來說，在對其驅(qū)動式車速進行計算的時候，根本不會和非驅(qū)動車的車速進行對比，所以對車速進行計算的方法要求更高一步。將對車速進行參考的計算方法忽略，把車輪的速度作為控制變量來計算。在電動汽車開始行駛的時候，汽車開始轉(zhuǎn)動的速度比較慢，當汽車車輪轉(zhuǎn)動的速度達到很大的值的時候，在車輪開始轉(zhuǎn)動到達到一定值之間會有一段距離的緩沖，因此，就導(dǎo)致了以電動汽車車輪轉(zhuǎn)動速度為控制變量的控制一定會有所落后。但是電動汽車的車輪加速度的相位和車輪速度相位提前到90°。如果將角加速度當作控制變量，那么就可以對車輪速度的發(fā)展變化對時滯進行減少和控制。但是應(yīng)該注意的是，電動汽車車輪的加速度是不能通過傳感器來獲得，而是需要根據(jù)對車輪速度信號進行測量和微分，與此同時，會將車輪速度信號進行放大，產(chǎn)生噪音。

2　直接橫擺力矩控制

分布式驅(qū)動電動汽車為車輛利用直接橫擺力矩控制實現(xiàn)操縱穩(wěn)定性控制提供了一些硬件基礎(chǔ)，電動機具有控制快速，準確性高的特點，同時還能夠以最快的速度在驅(qū)動以及制動狀態(tài)之間進行轉(zhuǎn)換，所以使操縱穩(wěn)定性控制的能力范圍有所擴大。根據(jù)目前的分布式電動汽車來看，其直接橫擺力矩控制普遍采用分層控制結(jié)構(gòu)具體如圖1所。圖1的上層部分屬于運動跟蹤層，使用的是參考模型跟蹤的控制算法，通過電動汽車駕駛員對信號的輸入、電動汽車目前的狀態(tài)以及參考模型的理想狀態(tài)等等有用信息，對控制力進行計算。另外，下層部分屬于轉(zhuǎn)矩分配控制層，把廣義控制輸入分配到每一個車輪上，這樣有利于很好的對車輛的運動進行控制，當然，也有一部研究采用不分層的直接控制結(jié)構(gòu)。

圖1　直接橫擺力矩分層控制結(jié)構(gòu)

運動跟蹤控制。在對分布式驅(qū)動電動汽車進行運動跟蹤控制時，如果通過制動方式對直接橫擺力矩進行控制，一定會導(dǎo)致速度有所損失，同時還會對電動汽車駕駛員產(chǎn)生很大的影響。所以說ESP 不是可以持續(xù)的控制車輛，在對其進行控制的時候也存在死區(qū)，那么就可以允許電動汽車運行的狀態(tài)和參考模型之間的響應(yīng)存在一些差距。其中，分布式驅(qū)動電動汽車可以充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢，對每一個車輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和制動轉(zhuǎn)矩進行準確的控制，并且在完成橫擺運動控制同時還可以滿足駕駛員的加速目的。因此現(xiàn)有分布式驅(qū)動電動汽車運動跟蹤控制都不存在死區(qū)，而是持續(xù)的控制車輛跟蹤參考模型響應(yīng)。

3　結(jié)語

在電動汽車發(fā)展的同時，人們最關(guān)注的問題就是汽車行駛的安全性能，那么在對汽車進行研究的時候，將主要的研究目標放在了電動汽車驅(qū)動力學(xué)控制上。為了使汽車行駛過程中更加安全穩(wěn)定，本文針對驅(qū)動防滑與制動防抱死控制和直接橫擺力矩控制兩個主要的方面進行了分析，希望能夠提高分布式驅(qū)動電動汽車的安全穩(wěn)定性。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.253