電助力轉向與雙后輪驅動(dòng)相結合的電動(dòng)汽車(chē)運動(dòng)控制

　前言

　　本文在現有電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力控制方法基礎上,設計并實(shí)現了一種電助力轉向與雙后輪獨立驅動(dòng)相結合的模型電動(dòng)車(chē)運動(dòng)控制系統。該系統將電助力轉向與雙后輪輪轂電機驅動(dòng)結合,省略了傳統的離合器、變速器、主減速器及差速器等部件,大大簡(jiǎn)化了整車(chē)結構大大提高了電動(dòng)汽車(chē)電氣化程度和可控制程度,充分發(fā)揮了電動(dòng)汽車(chē)高度電機一體化的優(yōu)勢。文中具體給出了系統各關(guān)鍵子系統的設計和控制方法,并通過(guò)臺架實(shí)驗證明了設計的有效性。

　　1　模型電動(dòng)汽車(chē)系統總體構成

　　設計針對電動(dòng)車(chē)( EV) 理想車(chē)況低速行駛,實(shí)現了一種雙后輪獨立驅動(dòng)運動(dòng)模型。系統結構如圖1所示。

　　模型車(chē)前輪控制采用電助力轉向( EPS)系統,動(dòng)力由兩個(gè)后輪電機共同提供。電助力轉向驅動(dòng)使用普通直流伺服電機,控制簡(jiǎn)單;兩個(gè)后輪電機為兩個(gè)輪轂式直流無(wú)刷(BLDC)電機,能夠在提高效率的同時(shí)保證長(cháng)期運行的可靠性。系統中每個(gè)電機與電控單元( ECU)間都獨自構成一個(gè)速度閉環(huán)和電流閉環(huán)系統,這種設計可以在保持傳統汽車(chē)駕感的基礎上,省略傳統車(chē)輛的離合器、變速器、主減速器及差速器等部件,大大簡(jiǎn)化了整車(chē)結構,提高傳動(dòng)效率,并且能夠通過(guò)控制技術(shù)實(shí)現助力轉向功能,和對電動(dòng)輪的電子差速控制。

　　2　雙后輪驅動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)運動(dòng)控制系統設計

　　原型電動(dòng)汽車(chē)運動(dòng)控制主要需要解決以下兩個(gè)問(wèn)題:一是助力轉向系統控制問(wèn)題;二是對兩個(gè)獨立驅動(dòng)輪的協(xié)調控制問(wèn)題。

　　2. 1　助力轉向控制

　　電動(dòng)助力轉向工作過(guò)程如下:首先,轉矩傳感器測出駕駛員施加在轉向盤(pán)上的操縱力矩,車(chē)速傳感器測出車(chē)輛當前的行駛速度,然后將這兩個(gè)信號傳遞給ECU; ECU根據內置的控制策略,計算出理想的目標助力力矩,轉化為電流指令給電機;然后,電機產(chǎn)生的助力力矩經(jīng)減速機構放大作用在機械式轉向系統上,和駕駛員的操縱力矩一起克服轉向阻力矩,實(shí)現車(chē)輛的轉向。

　　助力電機控制策略采用助力電機電流的閉環(huán)給定控制,其控制功能結構框圖見(jiàn)圖2。

　　這樣的控制結構簡(jiǎn)化了實(shí)際助力特性調整的過(guò)程,控制參數調整方便和直觀(guān),在滿(mǎn)足控制要求的基礎上保證了經(jīng)濟性。