融合辅助转向功能的电动轮汽车电子差速控制研究

来源: 发布时间:2019-05-07 09:38:04

  摘 要:伴随着电动轮汽车行业的发展和进步,为了有效提升其可控优势,就要借助车辆转向动力学和驱动力矩分配等方式有效对电子差速进行控制。文章中简要分析了电子差速转向原理,并系统化讨论了融合辅助转向功能的电动轮汽车电子差速控制策略,仅供参考。

  关键词:辅助转向功能;电动轮汽车;电子差速;原理;控制策略

  一、电子差速转向原理

  所谓差速,就是指车辆在正常行驶过程中会出现转向操作,或者是遭遇路面不平的情况,此时,车辆的内车轮和外车轮之间要形成转速差值,才能有效对车辆进行控制,确保其转向平衡符合要求,不会出现车轮滑转以及拖拽的问题。需要注意的是,因为车辆转向过程中两侧车轮本身就会出现弧形轨迹,且外侧的车轮痕迹要明显大于内侧车轮,所以,在相同的时间范围内,要想形成平衡,就要保证外侧车轮的转速高于内侧车轮的实际转速。

  正是基于以上的运行原理,目前电动轮汽车开始应用轮毂电机,使融合辅助转向功能电动汽车的研发得以实施。另外,因为轮毂电机在实际应用的过程中能完成独立控制和独立操作,电子差速系统和传统的系统运行过程还存在差距,因此,系统并不需要进行离合装置和传动装置的设置,一些常规化的部件对整体运行过程的影响效率并不大。电动轮汽车运行过程中两侧驱动轮驱动处理独立状态,没有汽车差速系统的约束,也会对后续应用过程造成影响[1]。

  基于转速控制策略对电子差速设备予以系统化设计和处理,要对两侧独立的驱动轮施加传动约束,满足 的关系,将其作为约束根本,能有效减少车轮不稳定造成的影响。然而,这种应用机制和运行方式会对精确度造成约束,这会对整体匹配结构造成影响,相关技术人员要对具体操作流程展开系统化分析和判定。

  二、融合辅助转向功能的电动轮汽车电子差速控制策略

  在对电动轮汽车进行全面分析的基础上,要对驱动轮转矩和转速等基础参数进行分析,建立独立且精确的控制机制,完善机械式差速器处理效果的同时,要对差速予以控制,有效避免车轮和地面之间发生滑转或者是拖拽的问题,并且要积极建立合理性分配机制,一定程度上避免了循环功率造成的问题,有效提升转向行驶效果。需要注意的是,电动轮汽车在实际管理控制策略体系建立的过程中,也要借助控制算法完成自动调节工序,以保证两侧驱动轮转矩能被控制在规定范围内,实现转向性能的全面优化[2]。

  (一)轮毂电机控制

  第一,控制方法的判断。要将电机调速控制作为关键和基础,有效维护控制技术的运行机制,结合弱磁调速机制和电压调速机制进行控制管理,充分遵循电子差速原理,结合电机反馈转速信号以及输入转速指令的误差参数,发挥PI和PID之间调速的优势,有效完成闭环处理和控制。但是,因为车辆系统运行过程会出现非线性以及行驶工况较差的现象,这就会导致理论数值和实际数值之间存在误差,甚至会造成滑转问题。基于此,要结合电机功率控制机制对其进行处理,这种处理方式和传统内燃机汽车油门踏板的原理较为相似,利用电机转矩控制机制,能借助电流对电机转矩进行调控,发挥PI控制优势,确保能对电机电流以及输出转矩等基础参数予以合理化管控,维护闭环控制的基础效果。

  第二,轮毂数学模型。电动机汽车主要是利用永磁无刷直流轮毂电机的处理方式,转矩控制机制能为其运行效率的优化提供保障,借助相互耦合性就能提升建模实效性。目前,主要是借助电机运行平衡公式对转矩关系式进行推论,基础闭环操作控制。

  驱动电机单机闭环控制系统,k1、k2、ki、ks都是调节参数,借助PI控制处理机制能有效提升电机转矩的响应效果,也能为转矩跟随能力的优化奠定基础[3]。

  (二)驱动轮转矩综合控制

  为了保证驱动轮转矩应用效果,要结合实际应用需求进行统筹处理,确保能整合管理流程,为后续车辆行驶管理工作的全面开展奠定基础,有效整合稳态转向和失稳转向处理工序,充电发挥不同结构简单且响应快的价值优势。一方面,在车辆高速度运行的状态下,会出现失稳的现象,此时为了有效提升差速功能管理机制,要对车辆转向稳定性进行控制和测试。另一方面,要积极处理转矩分配结构,利用目标横摆角速度跟随处理,就能减少车辆转向行驶过程中出现的多转向趋势,一定程度上提高辅助功能的合理性[4]。依据车辆的实际行驶状态就能判定最优化的控制方式。

  (三)基于横摆角速度的转矩分配机制

  第一,要结合转向模型对具体问题进行具体分析,有效研究电动轮汽车两侧驱动转轮矩控制效果,维护差速控制水平的基础上,要对辅助效果予以分析和判定,整合管理流程的完整性。

  第二,要对车辆稳定性的表征参数进行统筹处理,其中,着重对质心侧偏角对车辆稳定性、目标横摆角速度以及协调转矩等进行测试和分析,有效结合简化模型就能对控制方式进行协调和分析,优化管理流程的完整性,也为后续控制效果的优化奠定基础[5]。

  结束语:

  总而言之,在融合辅助转向功能的电动轮汽车电子差速控制过程中,要充分认知到具体问题具体分析的重要性,并且发挥稳定性控制器的应用价值和优势,有效整合处理流程,保证控制结构的完整性,也为模型和车辆管理工作的调节奠定基础,提高控制效果,减少车辆安全事故的发生几率。

  参考文献:

  [1] 张勇.融合辅助转向功能的电动轮汽车电子差速控制研究[D].江苏大学,2016.

  [2] 魏建伟.新型电动轮转向系统控制策略及性能分析[J].农业装备与车辆工程,2017,55(11):1-5.

  [3] 孙伟.基于主动轮系统的电动汽车整车动力学分析与集成控制[D].重庆大学,2015.

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