为了提高四轮独立驱动(4WID)电动车的转向轻便性,采用模糊控制方法对转向轮的力矩分配进行研究。通过对4WID电动车的转向和助力过程进行分析和标定,设计了以转向盘转角和转角变化率作为输入语言,左、右转向轮力矩差作为输出语言的前轮转向力矩分配模糊控制器,并利用双纽线实车试验对该方法进行验证。结果表明,车辆转向时转向轮力矩和滑动率得到有效控制,转向盘转矩减小,达到了助力转向的效是独立可控的，因此本文采用轮毂电机扭矩控制模式，且采用驱动力等分的分配策略。4WID电动车稳态转向行驶受力如图1所示，图1a为4WID电动车转向模型。当车辆处于稳态转向时，其动力学方程为：Ffy+Fry=m·ay（1）Ffy·a-Fry·b=Iz·ωr=Zm（2）式中，m为整车质量；Ffy、Fry分别为前、后轮侧向力；Iz为车辆绕质心的转动惯量；ωr为横摆角加速度；Zm为惯性阻力偶矩；ay为质心侧向加速度；a、b分别为车辆质心与前、后轴的距离。（a）正常转向（b）助力转向图14WID电动车稳态转向行驶受力情况车辆在水平路面上转向时，由式（1）、式（2）可知，Ffy>Fry，使得车辆克服了车身的惯性阻力偶矩，车辆稳态转向。假设车辆行驶时车轮半径不变，车轮的运动方程为：Iω·dωijdt=Tmij-Fdij·R（3）车辆转向轮的纵向力和滑动率分别为：Fxij=Fdij·cosδ=Tmij-Iω·dωijdtR·cosδ（4）s=|ω|ij·R-vijmax(ω)ij·R,vij（5）式中，R为车轮半径；Fdij为车轮驱动力；Iω为车轮的转动惯量；Tmij为车轮的驱动转矩；δ为车轮转向角；ωij为车轮角速度；助力模糊控制方法-数控滚圆机电动折弯机滚圆机张家港滚圆机滚弧机折弯机vij为质心车速；i=1表示前轮；j=1,2分别表示左、右轮。此时，内、外转向轮的纵向力差值产生横摆力偶矩，该力矩与式（2）共同作用克服惯性阻力偶矩：(F)x11-Fx12·B2+Ffy·a-Fry·b=Iz·ωr（6）式中，B为后轮距。显然，在横摆力偶矩的影响下，车辆更容易转向。同时，外侧转向轮的侧偏力较内侧转向轮大，降低了因内侧转向轮侧滑造成的危险性；在侧向力的作用下，内侧车轮侧偏角较小 本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com，产生较大.驾驶员大角度转动转向盘时，说明车辆处于中、小曲率半径转向状态。如果驾驶员急转转向盘，则为紧急转向，分配较大（40~100N·m）的力矩差值；如果驾驶员缓慢操作转向盘，则为正常转向，分配的力矩差值满足转向要求即可。图6基于模糊控制的转向助力流程4道路试验4.1试验条件在Eclipse编码环境中搭建控制模型，通过仿真烧写器DAPminiWiggle下载到整车控制器中。试验过程中利用转向盘扭矩传感器FCA7300、达特朗cds-GPS传感器采集数据，通过VehicleSpy软件对车辆运行数据进行实时监控。试验车辆结构拓扑如图7所示，试验场地的主要参数如图8所示。4.2试验车速PID定速控制为了分析控制器的转向助力效果，减小驾驶员操纵油门踏板对车轮扭矩的影响，试验中利用定速巡航功能控制车速，驾驶员只对转向盘进行操作：Ttotal=kpe+ki∫edt+kddedt（11）式中，e为目标车速与实际车速所对应的油门踏板开度的差值；kp、ki、kd分别为比例、积分、微分常数。图7试验车辆结构拓扑图8双纽线试验场地目标轨迹示意定速巡航功能要求为：a.启动巡航键时车辆迅速进入定速巡航模式。b.关闭巡航键或踩制动踏板退出定速巡航模式。c.定速巡航模式只对车速进行控制，不影响车轮的力矩分配。4.3试验结果分析驾驶员驾驶车辆至双纽线场地中心，转向盘转角尽量保持回正，向图8中的左上方行驶，待达到试验车速以后按下巡航键。试验过程中由驾驶员控制转向盘，使车辆外轮沿双纽线行驶。试验结果如图9所示。试验分为控制组和未加控制组对照进行。未加控制组4个车轮根据车辆驱动需求平均分配驱动力，车轮力矩分配如图10所示，起步阶段克服车身惯性，车轮力矩较大，但整个过程4个轮毂电机力矩值相同助力模糊控制方法-数控滚圆机电动折弯机滚圆机张家港滚圆机滚弧机折弯机 本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com