肖峻 趙志強 劉志柱 謝錫春 賀征

（1.武漢理工大學(xué)，武漢 430070；2.東風(fēng)越野車有限公司，武漢 430056）

主題詞：電子限滑差速器 數(shù)學(xué)模型 協(xié)調(diào)控制

1 前言

車輛加速行駛在分離路面等惡劣路況時，低附著路面上驅(qū)動輪會發(fā)生打滑，并導(dǎo)致整車牽引力下降[1]。針對上述情況，傳統(tǒng)的驅(qū)動防滑策略通過改變發(fā)動機輸出扭矩和驅(qū)動輪制動力矩來改善汽車的牽引性能[2]，但是，驅(qū)動輪在制動過程中會消耗大量的發(fā)動機輸出功率，導(dǎo)致車輛的行駛動力不足[3]。普通差速器具有平均分配驅(qū)動力的特點[4]，故其無法有效修正車輛轉(zhuǎn)向過度，并且高速狀態(tài)下會出現(xiàn)嚴(yán)重失穩(wěn)現(xiàn)象，極大地降低車輛的行駛穩(wěn)定性和駕駛安全性[5]。

電子限滑差速器（Electronic Limited Slip Differential，ELSD）是汽車輪間動力分配的關(guān)鍵部件。國外已熟練掌握ELSD機械本體設(shè)計及核心控制策略的開發(fā)技術(shù)[6-8]，但國內(nèi)對此研究較少[9]，多是對成熟ELSD機械本體進(jìn)行性能分析，且ELSD控制策略研究也停留在理論仿真階段，其控制效果并未與實車進(jìn)行對比分析。

本文提出ELSD 相關(guān)性能試驗方案，并建立ELSD的數(shù)學(xué)模型，基于ELSD 驅(qū)動力主動分配[6]和增加了車輛轉(zhuǎn)向不足[10]2 個特點，提出適用于ELSD 的控制策略。最后，結(jié)合CarSim 與MATLAB∕Simulink 軟件開展聯(lián)合仿真，以驗證該控制策略的正確性。

2 對標(biāo)樣車測試

本文選取2 種典型整車測試工況的相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，研究初步發(fā)現(xiàn)了影響ELSD工作的車輛行駛狀態(tài)參數(shù)，但其具體控制策略還處于未知狀態(tài)。為了更深入地了解ELSD 的控制規(guī)律，本文通過ELSD 的數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的設(shè)計及軟件在環(huán)測試展開正向研究。

2.1 測試條件

選擇一款裝配ELSD 的對標(biāo)車，其前橋配備標(biāo)準(zhǔn)的開放式普通差速器，后橋配備電液主動式電子限滑差速器，并且具有6 種駕駛模式，即自動（AUTO）、運動（SPORT）、雪地、泥地、沙地和四輪驅(qū)動低擋位（4L）模式，測試全程采用自動模式。根據(jù)不同駕駛員情況和路況設(shè)計了多種測試工況，如在高附著路面上根據(jù)駕駛員不同的制動程度和油門踩踏深度駕駛車輛等。另外，通過邏輯分析儀采集電磁閥的高、低電平計算出電磁閥的脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）占空比控制信號，并且利用Value CAN3和Vehicle Spy3采集整車CAN總線數(shù)據(jù)，測試工具與對標(biāo)車如圖1所示。

圖1 測試工具與對標(biāo)車

本文通過分析現(xiàn)有整車測試工況的相關(guān)測試數(shù)據(jù)獲得ELSD初步的控制規(guī)律：

a.ELSD控制系統(tǒng)與防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）和牽引力控制系統(tǒng)（TCS）具有兼容性，當(dāng)ABS 和ESP 工作時，ELSD 控制系統(tǒng)關(guān)閉，TCS 與ELSD控制系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)工作。

b.當(dāng)前車速決定了ELSD控制系統(tǒng)能否被觸發(fā)。

c.ELSD 控制方式分為牽引力控制和穩(wěn)定性控制。其中，牽引力控制方式分為2 種：第一種是當(dāng)油門踏板位置突然發(fā)生變化時，ELSD 控制系統(tǒng)被觸發(fā)，使ELSD 的離合器片進(jìn)入鎖止準(zhǔn)備狀態(tài)，預(yù)防車輛發(fā)生打滑；第二種是當(dāng)車輪發(fā)生打滑時，ELSD 控制系統(tǒng)被觸發(fā)，使ELSD的離合器片逐漸鎖止，起到限滑作用，提高整車牽引力。在穩(wěn)定性控制中，車輛起動后，當(dāng)縱向加速度超過0.612g時，ELSD控制系統(tǒng)被觸發(fā)，使ELSD的離合器片逐漸鎖止，提高車輛的穩(wěn)定性。

2.2 典型工況分析

本文針對加速工況下的對標(biāo)車進(jìn)行ELSD 控制規(guī)律的研究，選取2種測試工況進(jìn)行分析：

a.駕駛員以不同的油門踏板深度在單一路面上起步行駛，測試結(jié)果如圖2所示。

圖2 起步行駛測試結(jié)果對比

b.駕駛員在單一路面上起步行駛，一段距離后進(jìn)入分離路面（左側(cè)是玄武巖路，右側(cè)是公路），測試結(jié)果如圖3所示。

圖3 分離路面測試結(jié)果對比

由圖2a 可知，駕駛員從第1.21 s 開始踩油門踏板，第1.51 s時油門踏板開度為13.7%，油門踏板開度變化率為45.67%∕s，在此過程中，ELSD 始終未工作；由圖2b 可知，駕駛員從第0.39 s開始踩油門踏板，第0.41 s時油門踏板開度達(dá)到22.4%，油門踏板開度變化率為1 120%∕s，此時ELSD 開始工作，到第0.61 s 時，其限滑轉(zhuǎn)矩為1 400 N·m，并維持長達(dá)3.17 s后開始降低，直到第6.43 s時停止工作，限滑轉(zhuǎn)矩降為0。通過分析大量類似數(shù)據(jù)得到如下控制規(guī)律：當(dāng)油門踏板開度變化率超過某數(shù)值時，ELSD開始工作，否則ELSD不工作。

由圖3 可知，駕駛員第0.58 s 時開始在單一路面上駕駛車輛起步，其油門踏板開度變化率超過某數(shù)值時ELSD 開始工作，限滑轉(zhuǎn)矩為1 500 N·m，行駛到第3.5 s時，對標(biāo)車幾乎以恒定油門踏板開度行駛到分離路面，此時，后橋左驅(qū)動輪開始打滑，左、右輪瞬間產(chǎn)生輪速差，但是TCS 并沒有立即激活，此時發(fā)動機的輸出扭矩為230 N·m，維持0.3 s后，TCS開始被激活，此時輪速差為9 km∕h，ELSD限滑轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增大，到第4.1 s時達(dá)到最大值2 000 N·m，逐漸消除輪速差，發(fā)動機輸出扭矩同時也增大到333 N·m。從整個測試過程中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ELSD開始工作時，橫擺角速度也逐步增大，并在第4.6 s時達(dá)到峰值4.5(°)∕s，車輛出現(xiàn)了小幅度的橫擺現(xiàn)象，并且車輛行駛到第5.7 s 時，左、右輪又開始出現(xiàn)輪速差，但是ELSD并沒有工作，測得此時車速為42 km∕h。通過分析大量類似的數(shù)據(jù)得到如下控制規(guī)律：

a.當(dāng)行駛車速超過某數(shù)值時，ELSD不工作。

b.當(dāng)左、右驅(qū)動輪存在輪速差，并且該狀態(tài)持續(xù)一段時間后，ELSD開始工作。

c.基于輪速差的控制可以與基于油門踏板開度變化率的控制進(jìn)行疊加。

3 模型建立

3.1 ELSD數(shù)學(xué)模型

ELSD 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和系統(tǒng)響應(yīng)的滯后性，導(dǎo)致了液壓系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果的非線性，使得難以用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)理論方法得到ELSD數(shù)學(xué)模型，只能通過試驗數(shù)據(jù)具體分析[11]。丁華等人將ELSD的液壓系統(tǒng)壓力P簡化為包括滯后環(huán)節(jié)的一階慣性系統(tǒng)，相應(yīng)的時域方程為[12]：

式中，P0為液壓系統(tǒng)初始輸出壓力；Pmax為液壓系統(tǒng)最大壓力；t為時間變量；t1為等效一階慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)。

ELSD產(chǎn)生的限滑轉(zhuǎn)矩Tc為[12]：

式中，μ為離合器摩擦片摩擦因數(shù)；KA為有效面積系數(shù)；Z為摩擦面的數(shù)量；r1、r2分別為摩擦面內(nèi)、外半徑。

為了得到電磁閥PWM 占空比控制信號與ELSD 限滑轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，本文開展臺架試驗。試驗臺架如圖4所示，李柱[13]等人對該ELSD臺架的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)描述。

圖4 ELSD試驗臺架

試驗方案：對臺架一端的磁粉制動器施加負(fù)載直到輸出半軸處于抱死狀態(tài)，另一端輸出半軸模擬車輪打滑的情況，然后ELSD 控制器向電磁閥發(fā)出階躍PWM 占空比控制信號，當(dāng)左、右輸出半軸的轉(zhuǎn)速幾乎相等時，根據(jù)傳感器及上位機組態(tài)軟件采集左、右半軸的轉(zhuǎn)矩計算限滑轉(zhuǎn)矩，并記錄當(dāng)前PWM 占空比。忽略臺架的內(nèi)摩擦，選取其中一組數(shù)據(jù)，控制器發(fā)送占空比為30%的PWM信號，得到的限滑轉(zhuǎn)矩如圖5所示。

圖5 階躍輸入系統(tǒng)響應(yīng)

對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識，得到該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：

式中，Tout為限滑轉(zhuǎn)矩；Pout為控制信號PWM 占空比；K=48 為比例增益；Tp=0.03 s 為時間常數(shù)；τ=0.000 78 s為滯后時間。

3.2 ELSD扭矩分配模型

ELSD 扭矩傳遞原理如圖6 所示。其中，Tin為差速器殼體輸入扭矩，Tc為離合器摩擦片扭矩，Tl、Tr分別為左、右半軸輸出扭矩，Td為行星齒輪傳遞的扭矩，wl、wr分別為左、右輸出半軸轉(zhuǎn)速；win為差速器殼體輸入轉(zhuǎn)速；wd為行星齒輪軸轉(zhuǎn)速。

圖6 扭矩傳遞原理

假設(shè)扭矩傳遞效率為100%，半軸齒輪與行星齒輪傳動比為1，忽略ELSD的轉(zhuǎn)動慣量，Tin、Tl與Tr的關(guān)系可以表示為：

式中，λc為修正系數(shù)；kc為扭矩分配系數(shù)，計算公式為：

3.3 參考模型

汽車線性2 自由度單軌模型能夠較好地反映車輛操縱穩(wěn)定性的基本特性，所以本文采用該模型作為參考模型，獲得期望橫擺角速度。其微分方程為：

式中，m為汽車質(zhì)量；ay為側(cè)向加速度；vx為縱向速度；γd為期望橫擺角速度；lf、lr分別為車身質(zhì)心到前、后軸的距離；Kyf、Kyr分別為前、后輪輪胎側(cè)偏剛度；βd為期望質(zhì)心側(cè)偏角；δ為前輪轉(zhuǎn)向角度；Iz為汽車?yán)@Z軸的轉(zhuǎn)動慣量。考慮道路摩擦因數(shù)限制[14]，其橫擺角速度應(yīng)滿足：

式中，μmax為路面最大摩擦因數(shù)。則期望橫擺角速度為：

4 ELSD控制策略

4.1 控制策略總體模型框架

圖7 所示為ELSD 控制策略總體框架。圖7 中，athro為當(dāng)前油門踏板位置，vx為當(dāng)前車速，δ為轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，γ、Δγ分別為當(dāng)前橫擺角速度及其誤差，ay為側(cè)向加速度，Pffc、Petcs和Psc分別為FFC 模塊、ETCS 模塊和SC 模塊輸出的PWM 控制信號值，F(xiàn)t和Fs分別為牽引力控制標(biāo)志位和穩(wěn)定性控制標(biāo)志位，取值為1時表示該控制系統(tǒng)觸發(fā)，為0時表示該控制系統(tǒng)關(guān)閉。

圖7 ELSD控制策略總體框架

該控制策略主要包括3 個部分：前饋控制（Feedforward Control，F(xiàn)FC）模塊、增強穩(wěn)定性的牽引力控制（Enhanced Traction Control for Stability，ETCS）模塊和穩(wěn)定性控制（Stability Control，SC）模塊。通過對標(biāo)車整車測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，本文提出的ELSD控制策略根據(jù)當(dāng)前行駛車速來判斷觸發(fā)牽引力控制還是穩(wěn)定性控制。當(dāng)車輛低速行駛中驅(qū)動輪發(fā)生打滑時，ELSD 控制系統(tǒng)采用FFC和ETCS來保證車輛獲得最佳牽引性能的同時提高車身穩(wěn)定性；車輛高速行駛時，牽引力控制關(guān)閉，穩(wěn)定性控制開啟，并根據(jù)橫擺角速度誤差來判斷車身是否失穩(wěn)，當(dāng)車輛加速轉(zhuǎn)向?qū)е罗D(zhuǎn)向過度時，采用SC提高車輛的穩(wěn)定性。控制系統(tǒng)的輸出表示為：

4.2 基于油門開度變化率的前饋控制

為使車輛起步性能達(dá)到最佳狀態(tài)，本文提出基于油門踏板開度變化率的前饋控制策略。在車輛起步行駛過程中，若油門開度變化率超過設(shè)定閾值，前饋控制器向電磁閥發(fā)出定值PWM 控制信號使ELSD 離合器摩擦片鎖止，此動作在車輛打滑前完成，從而保證車輛起步加速時在最短的時間內(nèi)獲得最佳牽引力，防止因驅(qū)動輪打滑出現(xiàn)車身不穩(wěn)定的現(xiàn)象。通過對標(biāo)車測試數(shù)據(jù)分析，前饋控制在短時間內(nèi)只觸發(fā)1次。

FFC控制器的輸出表示為：

式中，Pconst為可標(biāo)定的PWM控制信號值；acal為可標(biāo)定的油門踏板開度變化率閾值。

4.3 增強穩(wěn)定性的牽引力控制

當(dāng)車輛加速行駛在分離路面時，驅(qū)動輪會因左、右側(cè)路面附著系數(shù)的不同發(fā)生嚴(yán)重打滑。此時，ELSD 接收到PWM 控制信號后，調(diào)控離合器活塞對摩擦片的壓緊力，從而產(chǎn)生限滑轉(zhuǎn)矩，使左、右輪的驅(qū)動力不同，由此會對整車產(chǎn)生橫擺力矩Mc[15-16]，假設(shè)左、右輪胎半徑相等，則Mc可表示為：

其中：

式中，F(xiàn)xl、Fxr分別為左、右輪驅(qū)動力；B為輪距；R為輪胎半徑。

根據(jù)式（4）、式（11）、式（12）得到橫擺力矩Mc與離合器摩擦片扭矩Tc的關(guān)系：

從式（13）可以看出，ELSD 的鎖止程度對車輛橫向、縱向動力學(xué)都有重要影響。當(dāng)車輛行駛在分離路面時，完全鎖止的ELSD 雖然可以使高附著路面上的驅(qū)動輪驅(qū)動力增大，但是橫擺力矩也會增大，造成車輛穩(wěn)定性的降低。針對該情況，本文提出一種基于PID 控制和模糊控制的協(xié)調(diào)控制策略，基本流程如圖8所示。

圖8 協(xié)調(diào)控制策略基本流程

車輛行駛過程中，PID控制器會根據(jù)輪速差對Tc進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足車輛獲得最大牽引力的需求，PID 控制器的輸出表示為：

其中：

式中，wrl為實際左、右輪速差；wtrl為目標(biāo)左、右輪速差；Kp、Ki和Kd分別為比例、積分和微分系數(shù)。

如果在PID 控制器單獨作用下出現(xiàn)了車身失穩(wěn)現(xiàn)象，則啟動模糊控制器。本文設(shè)計的模糊控制器以橫擺角速度與名義值的誤差Δγ及其變化率為輸入，修正系數(shù)λ為輸出。

根據(jù)式（8）得到橫擺角速度誤差為：

式中，γd為車輛期望橫擺角速度。

設(shè)Δγ的基本論域為[-0.5,0.5]rad∕s，Δγ變化率的基本論域為[-0.4,0.4] rad∕s2，輸出量的基本論域為[-1,1]，輸入、輸出量的模糊集論域均為[-1.5,1.5]，則Δγ和Δγ變化率的量化因子分別為Ke=3，Kec=3.75，輸出控制量的量化因子為Ku=0.667。

將輸入量Δγ及其變化率的模糊集分為5 個等級NB、NS、ZE、PS、PB，輸出量的模糊集分為7 個等級NB、NM、NS、ZE、PS、PM、PB，其隸屬度函數(shù)如圖9所示。

圖9 隸屬度函數(shù)

依據(jù)文獻(xiàn)[17]得到模糊控制規(guī)則如表1所示，其中，e、ec分別為橫擺角速度誤差Δγ及其變化率。綜上，ETCS控制器的輸出表示為：

表1 模糊控制規(guī)則

其中，修正系數(shù)λc為：

式中，γcal為可標(biāo)定的橫擺角速度誤差閾值。

4.4 基于橫擺角速度誤差的穩(wěn)定性控制

車輛在轉(zhuǎn)彎時，鎖止ELSD 會使扭矩從外側(cè)車輪傳遞到內(nèi)側(cè)車輪，從而在轉(zhuǎn)彎的相反方向產(chǎn)生橫擺力矩，加大了車輛轉(zhuǎn)向不足的趨勢。本文利用該特點提出一種基于橫擺角速度誤差的PID 控制策略，當(dāng)SC 控制器檢測到車輛轉(zhuǎn)向過度時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令逐步鎖止ELSD，從而減緩車輛轉(zhuǎn)向過度，降低峰值橫擺角速度，提高操縱穩(wěn)定性。SC控制器的輸出表示為：

5 仿真驗證及結(jié)果分析

5.1 CarSim/Simulink聯(lián)合仿真模型

本文選用CarSim 軟件建立整車動力學(xué)模型，其主要整車參數(shù)如表2 所示，利用MATLAB∕Simulink 建立ELSD 數(shù)學(xué)模型及控制系統(tǒng)模型，最后，運用CarSim∕Simulink 建立聯(lián)合仿真模型驗證所提出控制策略的正確性，聯(lián)合仿真架構(gòu)如圖10所示。

表2 CarSim整車主要參數(shù)

圖10 CarSim∕Simulink聯(lián)合仿真架構(gòu)

5.2 FFC控制策略仿真驗證

車輛在實際起步過程中，兩輪的附著系數(shù)存在差異，為體現(xiàn)FFC 算法的控制效果，本文將仿真路況設(shè)置為兩側(cè)附著系數(shù)相差不大的分離路面，左、右側(cè)路面附著系數(shù)分別為0.4 和0.6，車輛直線行駛，油門踏板開度在第1 s 時達(dá)到最大，如圖11 所示。對比FFC 控制效果與對標(biāo)車的控制效果，仿真時長設(shè)為3 s，仿真結(jié)果如圖12所示。

圖11 油門開度

圖12 FFC控制仿真結(jié)果

由圖12可知：車輛起步過程中，F(xiàn)FC控制器在第0.2 s時檢測到油門踏板開度變化率超過了設(shè)定閾值（假設(shè)FFC 控制在1 s 內(nèi)只觸發(fā)1 次），從而觸發(fā)FFC 控制，使ELSD開始工作，產(chǎn)生的限滑轉(zhuǎn)矩約為1 200 N·m，使左、右半軸剛性連接，左、右驅(qū)動輪輪速幾乎相等；在第1.3 s時FFC控制關(guān)閉，此時，ELSD和普通差速器一樣平均分配驅(qū)動扭矩，右輪開始打滑。將仿真結(jié)果與圖2b對比可知，本文設(shè)計的FFC控制器與對標(biāo)車的控制效果及控制趨勢一致，保證了車輛起步時獲得最佳牽引性能。

5.3 ETCS控制策略仿真驗證

路況設(shè)置為兩側(cè)附著系數(shù)相差較大的分離路面，左、右側(cè)路面附著系數(shù)分別為0.9 和0.2，車輛行駛方式與5.2節(jié)中相同。仿真時長設(shè)為8 s，圖13所示為PID控制的仿真結(jié)果。

由圖13可知，PID控制器在整個仿真過程中全程介入，使ELSD幾乎完全鎖止，將發(fā)動機輸出扭矩更多地傳遞到位于高附著路面的左側(cè)車輪上，左、右輪速幾乎相等，保證車輛具有較好的牽引性能，但仿真過程中車輛一直存在大幅橫擺現(xiàn)象，穩(wěn)定性降低，約在第1.9～2.3 s，后方左、右驅(qū)動輪均偏離到高附著路面上，在此過程中，橫擺角速度峰值約為0.2 rad∕s，質(zhì)心側(cè)偏角峰值約為0.29 rad。綜上可知，車輛全油門開度加速行駛在分離路面時，僅通過PID 控制器進(jìn)行控制雖提高了牽引性能，但極大降低了車輛穩(wěn)定性。將仿真結(jié)果與圖3對比發(fā)現(xiàn)，PID控制器與對標(biāo)車的控制效果及控制趨勢一致。

圖13 PID控制仿真結(jié)果

為解決上述問題，利用模糊控制器與PID 控制器對車輛進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，仿真條件不變，結(jié)果如圖14所示。

圖14 ETCS控制仿真結(jié)果

由圖14 可知，協(xié)調(diào)控制在車身穩(wěn)定性上起到了很好的調(diào)控作用。仿真過程中，相對于只有PID 控制器，采用加入模糊控制的控制器的車輛并未出現(xiàn)明顯的橫擺現(xiàn)象，其橫擺角速度峰值約為0.06 rad∕s，質(zhì)心側(cè)偏角峰值約為0.08 rad，分別降低了0.14 rad∕s 和0.21 rad，極大增強了車輛穩(wěn)定性。此外，ETCS 控制器控制的車輛在仿真結(jié)束時車速為22.35 m∕s，提高了4.4%，說明牽引性能也得到了一定的提升。以上結(jié)果表明，當(dāng)車輛加速行駛在分離路面時，ETCS 控制器不僅有效保證了車輛的牽引性能，還提高了車輛的穩(wěn)定性能。

5.4 SC控制策略仿真驗證

路況設(shè)置為路面附著系數(shù)為0.6的單一路面。油門踏板開度在第1 s時達(dá)到最大，然后保持直線行駛，在第6 s 時，轉(zhuǎn)向盤以頻率0.5 Hz、幅值3.14 rad 呈正弦變化，如圖15所示。

圖15 轉(zhuǎn)向盤角度變化

在現(xiàn)有的對標(biāo)車彎道測試結(jié)果中并未發(fā)現(xiàn)ELSD工作的數(shù)據(jù)，因此在軟件仿真中選擇有、無SC控制器的車輛進(jìn)行對比，仿真結(jié)果如圖16所示。

由圖16 可知，車輛在加速轉(zhuǎn)向過程中均出現(xiàn)了轉(zhuǎn)向過度的現(xiàn)象，與此同時，SC 控制器立刻介入，修正車輛轉(zhuǎn)向過度。相比于無控制的車輛：車輛第1次轉(zhuǎn)彎時，其橫擺角速度峰值從0.31 rad∕s 降低到0.27 rad∕s，質(zhì)心側(cè)偏角峰值從0.1 rad 降低到0.06 rad；在車輛第2 次轉(zhuǎn)彎時，其橫擺角速度峰值從0.6 rad∕s降低到0.44 rad∕s，質(zhì)心側(cè)偏角峰值從0.26 rad 降低到0.1 rad，并在第8.9 s時進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。仿真結(jié)束時，相比于無控制的車輛，車速從31.4 m∕s 增大到33.6 m∕s，提高了7%。該仿真結(jié)果驗證了SC 控制器不僅有效改善了車輛轉(zhuǎn)向過度的現(xiàn)象，提高了車身穩(wěn)定性，車輛的牽引性能也得到了一定的提升。

圖16 SC控制仿真結(jié)果

6 結(jié)束語

本文通過分析對標(biāo)車的相關(guān)測試數(shù)據(jù)，初步研究了電子限滑差速器控制系統(tǒng)的控制規(guī)律，得出對標(biāo)車從單一路面進(jìn)入分離路面時，電子限滑差速器工作時會使車輛出現(xiàn)短暫的橫擺現(xiàn)象，通過模糊控制器可以有效地改善橫擺現(xiàn)象的結(jié)論。通過臺架性能試驗得到了電子限滑差速器的動力學(xué)模型，應(yīng)用于電子限滑差速器控制策略的研究，并以對標(biāo)車的控制規(guī)律為目標(biāo)，提出了一種適用于整車的電子限滑差速器的控制策略。

最后，構(gòu)建基于CarSim∕Simulink的聯(lián)合仿真平臺，對控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗證，并通過與對標(biāo)車控制效果的對比分析，得出本文提出的電子限滑差速器控制策略在分離路面加速工況和加速轉(zhuǎn)向工況下，不僅能夠保證車輛的牽引性能，而且提高了穩(wěn)定性能。