• CN:11-2187/TH
  • ISSN:0577-6686

机械工程学报 ›› 2023, Vol. 59 ›› Issue (20): 261-280.doi: 10.3901/JME.2023.20.261

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全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制研究综述

张雷1,2, 徐同良1,2, 李嗣阳1,2, 程树辉1,2, 丁晓林1,2, 王震坡1,2, 孙逢春1,2   

  1. 1. 北京理工大学电动车辆国家工程研究中心 北京 100081;
    2. 北京理工大学北京电动车辆协同创新中心 北京 100081
  • 收稿日期:2023-08-16 修回日期:2023-09-20 出版日期:2023-10-20 发布日期:2023-12-08
  • 通讯作者: 丁晓林(通信作者),男,1993年出生,博士。主要研究方向为四轮轮毂电机驱动电动汽车动力学理论与控制。E-mail:xld_vehicle@163.com
  • 作者简介:张雷,男,1987年出生,博士,特别研究员,博士研究生导师。主要研究方向为智能网联新能源汽车安全控制理论与技术。E-mail:lei_zhang@bit.edu.cn;徐同良,男,1996年出生,博士研究生。主要研究方向为分布式驱动电动汽车动力学控制。E-mail:tongliangxu@bit.edu.cn;李嗣阳,男,1999年出生,博士研究生。主要研究方向为分布式驱动电动汽车动力学控制。E-mail:li_si_yang@126.com;程树辉,男,2000年出生,博士研究生。主要研究方向为智能车辆决策与规划控制。E-mail:chengshuhui@bit.edu.cn;王震坡,男,1976年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为电动汽车动力学理论与控制以及车用锂离子动力电池成组理论与技术。E-mail:wangzhenpo@bit.edu.cn;孙逢春,男,1958年出生,教授,博士研究生导师,中国工程院院士。主要研究方向为电动车辆总体理论与现代设计方法。E-mail:sunfch@bit.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(52272387)和北京市科技新星计划(20230484475)资助项目。

Overview on Chassis Coordinated Control for Full X-by-wire Distributed Drive Electric Vehicles

ZHANG Lei1,2, XU Tongliang1,2, LI Siyang1,2, CHENG Shuhui1,2, DING Xiaolin1,2, WANG Zhenpo1,2, SUN Fengchun1,2   

  1. 1. National Engineering Research Center of Electric Vehicles, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081;
    2. Collaborative Innovation Center for Electric Vehicles in Beijing, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081
  • Received:2023-08-16 Revised:2023-09-20 Online:2023-10-20 Published:2023-12-08

摘要: 全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制能够有效提高车辆的安全性与乘坐舒适性。以整车安全性与乘坐舒适性为目标,围绕车辆操纵稳定性控制、底盘容错控制、车身姿态控制与车辆平顺性控制四个方面,全面综述全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制关键技术与研究进展。针对操纵稳定性,介绍了驱动防滑与制动防抱死等车辆纵向稳定性控制方法,系统对比分析了单线控子系统和多线控子系统在车辆横摆与侧倾稳定性控制上的优缺点;概述分布式电驱动系统和线控转向系统失效时的底盘容错控制方法,详细讨论利用底盘协同控制降低线控子系统失效影响的可行性及主要控制方法;总结利用单/多线控子系统进行车身俯仰姿态与平顺性控制的方法,指出应兼顾车身姿态与平顺性控制,以提高车辆乘坐舒适性控制方法在复杂行驶工况下的有效性;最后,展望全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制技术发展趋势。

关键词: 全线控底盘, 分布式驱动, 电动汽车, 底盘协同控制, 安全性, 舒适性

Abstract: Chassis coordinated control for full X-by-wire distributed-drive electric vehicles can effectively enhance both safety and ride comfort during vehicular operation. Taking vehicle safety and ride comfort as objectives, this paper provides a comprehensive review of key technologies and challenges in the chassis coordinated control for full X-by-wire distributed-drive electric vehicles, encompassing handling stability control, fault-tolerant control, vehicle attitude control, and ride comfort control. For handling stability control, traction control and anti-lock braking methods are introduced. A systematic analysis is conducted to evaluate the advantages and disadvantages of using one single or multiple X-by-wire subsystems in lateral and roll vehicle stability control. Regarding fault-tolerance control, the paper outlines fault-tolerant control strategies that use direct yaw-moment control to complement steer-by-wire systems. The paper summarizes methods for pitch attitude control and ride comfort control using one single or multiple X-by-wire subsystems. It emphasizes the importance of simultaneously addressing vehicle attitude and ride comfort to enhance control adaptability in complex operating conditions. Finally, the paper provides insights into future directions in chassis coordinated control.

Key words: full X-by-wire chassis, distributed drive, electric vehicles, chassis coordinated control, safety, comfort

中图分类号: