表4. 車速與分配比

車速為36 km/h和72 km/h的整車狀態(tài)變化仿真結(jié)果如圖8和圖9所示。

圖8. 36 km/h時(shí)汽車狀態(tài)變化

圖9.  72 km/h時(shí)汽車狀態(tài)變化

由圖8可知，以36 km/h的工況下，分配比在5:5時(shí)，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.021 rad，橫擺角速度峰值為0.24 rad/s，把輪間分配比為5:5作為參考值。當(dāng)左右輪動(dòng)力分配比為3:7時(shí)，與參考值相比，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.015 rad，下降了0.006 rad，橫擺角速度峰值為0.19 rad/s，下降了0.05 rad/s。當(dāng)左右輪動(dòng)力分配比例為7:3時(shí)，與參考值相比，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.026 rad，升高了0.005 rad；橫擺角速度峰值為0.3 rad/s，升高了0.06 rad/s。汽車狀態(tài)變化如表5所示。

表5.  36 km/h時(shí)質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度變化

由圖9可知，在72 km/h的工況下，分配比在5:5時(shí)，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.032 rad，橫擺角速度峰值為0.185 rad/s，把輪間分配比為5:5作為參考值。當(dāng)左右輪動(dòng)力分配比為3:7時(shí)，與參考值相比，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.031 rad，下降了0.001 rad，橫擺角速度峰值為0.165 rad/s，下降了0.02 rad/s。當(dāng)左右輪動(dòng)力分配比例為7:3時(shí)，與參考值相比，質(zhì)心側(cè)偏角峰值為0.036 rad，升高了0.004 rad；橫擺角速度峰值為0.2 rad/s，升高了0.015 rad/s，汽車狀態(tài)變化如表6所示。

表6. 72 km/h時(shí)質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度變化

4. 結(jié)論

本文基于MATLAB/Simulink，先對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系等相關(guān)構(gòu)造進(jìn)行建模，再對(duì)傳動(dòng)系中加入PID控制器模型。根據(jù)PID控制器的特點(diǎn)，對(duì)KP、KI、KD三個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。最后對(duì)輪間動(dòng)力分配進(jìn)行仿真分析，得到橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角的變化程度，實(shí)現(xiàn)輪間動(dòng)力分配控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要結(jié)論如下：

1)對(duì)汽車輪間扭矩進(jìn)行不同比例分配必將影響汽車的轉(zhuǎn)向特性以及行駛穩(wěn)定性。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，如果外側(cè)車輪扭矩增大，內(nèi)側(cè)車輪扭矩減小，汽車的橫擺角速度將呈現(xiàn)增大趨勢(shì)；反之，汽車的橫擺角速度將呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。前者促進(jìn)汽車轉(zhuǎn)向，后者則抑制汽車轉(zhuǎn)向。同時(shí)，車輪扭矩分配比不同，汽車狀態(tài)的響應(yīng)時(shí)間也有不同程度的變化，輪間扭矩分配在一定范圍內(nèi)影響著汽車響應(yīng)滯后性；

2) 固定前后軸動(dòng)力分配比例后，同軸左右輪的動(dòng)力分配比對(duì)汽車橫向穩(wěn)定性有影響，而利用PID控制器控制可以減少誤差。通過控制質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度不斷往較好的轉(zhuǎn)向狀態(tài)上調(diào)整，使車輛在當(dāng)前路面和不同前輪轉(zhuǎn)角下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)轉(zhuǎn)向效果；

3) 通過仿真分析，發(fā)現(xiàn)輪間動(dòng)力分配主要影響輪胎的橫擺角速度。由于軸間動(dòng)力分配比例不同，同軸兩輪的橫擺角速度不同，從而產(chǎn)生促進(jìn)轉(zhuǎn)向和抑制轉(zhuǎn)向的情況。PID控制器可使質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度與期望值的誤差處于合理范圍內(nèi)，并通過控制輪間扭矩和分配比，使汽車具有適量的不足轉(zhuǎn)向以保證汽車的主動(dòng)安全性和操縱穩(wěn)定性。