多电机分布式驱动汽车底盘集成控制技术

主要观点总结

本文主要介绍了分布式驱动汽车的底盘集成控制技术，包括各控制系统的工作特点、关键集成控制策略以及针对分布式驱动汽车的运行状态划分和容错控制。文章首先概述了分布式驱动汽车的特点和底盘控制系统的重要性，然后详细描述了三种控制架构：分散式、集中式和分层式控制架构，并分析了它们的特点和适用性。接着，文章介绍了四种底盘集成控制策略：纵-横向动力学集成控制、横-垂向动力学集成控制、纵-垂向动力学集成控制和纵-横-垂向动力学集成控制。此外，文章还讨论了车辆运行状态的划分和容错控制的重要性，介绍了被动容错和主动容错两种控制方法，并提到了域控制器在底盘控制系统中的应用趋势。

关键观点总结

关键观点1: 分布式驱动汽车的特点和底盘控制系统的重要性

分布式驱动汽车具有更高的可控自由度，底盘控制系统对于实现车辆动力学性能的全局最优至关重要。

关键观点2: 三种主要的控制架构

分散式控制架构有利于系统模块化，便于控制功能扩展与更新；集中式控制架构在设计初期需要确定全局控制目标，可以实现控制性能全局最优；分层式控制架构兼顾了分散式和集中式架构的优点，基于分层式控制架构设计的分布式驱动电动汽车底盘集成控制系统结构清晰。

关键观点3: 四种底盘集成控制策略

纵-横向动力学集成控制、横-垂向动力学集成控制、纵-垂向动力学集成控制和纵-横-垂向动力学集成控制是底盘集成控制的四种主要策略，它们通过解耦子系统间的动力学耦合关系、合理分配轮胎力，改善车辆动力学性能。

关键观点4: 车辆运行状态的划分

根据车辆不同运行状态制定相应的控制策略是底盘集成控制中的重要环节。目前主要采用相平面法和轮胎力分析法等方法进行车辆运行状态划分。

关键观点5: 容错控制的重要性

分布式驱动汽车作为一个典型的过驱动系统，需要实施容错控制以应对各种故障。被动容错和主动容错是两种主要的容错控制方法。

关键观点6: 域控制器在底盘控制系统中的应用趋势

域控制器作为整车集成度最高的集成平台，在分布式驱动汽车控制系统解决方案中具有重要的应用价值。

文章预览

多电机分布式驱动汽车的各电机独立可控，可以实现各车轮扭矩的独立精确控制；电机扭矩测量、车辆的状态量观测与辨识更易实施；并且电机既可以产生制动力也可以产生驱动力，使得底盘控制系统适应区域更大，为车辆动力学控制创造了理想条件。 在目前的车辆电子电气架构下，各控制系统由其对应的电控单元（ECU）控制，因此，在分布式驱动汽车装配多种控制系统后，将不可避免出现各控制系统目标不一致、执行系统干涉等问题，底盘集成控制成为解决此问题的有效手段。 底盘集成控制可消除子系统间冲突、补偿单子系统的局限性、降低系统复杂度、扩展整车安全运行区域，最终实现多控制目标下整车动力学协调。目前针对分布式驱动汽车底盘集成控制技术的研究主要包括：车辆纵－横向动力学集成控制、车辆横－垂向动力学集成控制、 ………………………………