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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(wěn)定性的影響
由于石油供應有限和全球變暖,因此推動了節(jié)能、高效汽車的發(fā)展。近幾年,承載1~2名乘員的小型電動汽車快速發(fā)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(wěn)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(jīng)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(wěn)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(nèi)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(wěn)定性。
為了獲得用于設計控制系統(tǒng)的車輛動力學模型,子空間系統(tǒng)辨識方法被應用于整車仿真模型的信號輸入/輸出?;贛odelica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(guī)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(xiàn)汽車良好的操縱穩(wěn)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(tǒng)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(xù)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(wěn)定;前輪轉向角的數(shù)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