【摘 要】
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车辆稳定性控制一直是车辆主动安全领域研究的重点。分布式驱动电动汽车由于其结构区别于传统汽车,对其稳定性控制方案的相关改进是目前的研究热点之一。针对当前分布式驱动车辆的稳定性控制方案在失稳的判定方法中的稳定域划分方面不够完善,和未能充分利用其驱/制动模式灵活多变优势特点的问题,本文以四轮轮毂电机分布式驱动汽车为研究对象,以优化失稳判定方法、提升车辆极限稳定性能为目标,提出了基于稳定度指标的失稳判定流
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车辆稳定性控制一直是车辆主动安全领域研究的重点。分布式驱动电动汽车由于其结构区别于传统汽车,对其稳定性控制方案的相关改进是目前的研究热点之一。针对当前分布式驱动车辆的稳定性控制方案在失稳的判定方法中的稳定域划分方面不够完善,和未能充分利用其驱/制动模式灵活多变优势特点的问题,本文以四轮轮毂电机分布式驱动汽车为研究对象,以优化失稳判定方法、提升车辆极限稳定性能为目标,提出了基于稳定度指标的失稳判定流程,设计了最优驱/制动稳定性控制方案,进行了车辆转向稳定性控制研究:首先分析了车辆稳定性的影响因素和表征参数,选取了合理的控制变量。基于横摆角速度误差带方法和质心侧偏角-质心侧偏角速度五参数菱形相平面提出了车辆失稳的判断方法。通过探究不同驱/制动模式对车辆稳定域边界的影响,得出了极限工况下的最优模式。接着设计了分层式最优驱/制动模式转向稳定性控制方案。建立了转向过程中的车速跟随和滑移率控制模块,基于直接横摆力矩方法设计了β-ω联合滑模控制器,并利用稳定度指标进行控制比例分配,最终决策出附加横摆力矩。在下层考虑了路面附着利用率、载荷转移和最优驱/制动模式等因素进行最优转矩分配。然后基于Carsim-Matlab/Simulink仿真软件中构建了转向稳定性控制方案的联合仿真平台,包括整车仿真模型、驾驶员道路模型和控制模型。最后在开环工况和闭环工况下对比了动态载荷和最优驱/制动控制方案的仿真结果。并提出了以控制效能为指标的控制效果评价体系。对动态载荷和最优驱/制动控制方案的控制误差峰值的能力进行了对比分析。结果表明,最优驱/制动控制的控制效果更好,能更有效地改善车辆的转向稳定性。本文的研究结果有利于充分发挥分布式驱动电动汽车的结构优势,提高车辆的极限稳定性,有利于优化驾驶员辅助系统设计,有利于拓展理论研究在工程实践中的应用。
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