曹天琳 李刚 余志超 沈玉龙
摘 要：车辆的主动安全一直是汽车行业研究的热点话题。直接横摆力矩控制也是主动安全中的一种，论文针对直接横摆力矩控制的发展和国内外研究现状，进行了综述。首先介绍了直接横摆力矩控制概念的来源，对直接横摆力矩控制国内外研究概况进行了说明，最后指出分布式驱动电动车的优势，对于横摆力矩控制的研究提供方便，从而提高汽车的行驶稳定性。充分发挥其控制优势通过电机驱动/制动和制动器制动的有效结合，从而更为合理分配附加横摆力矩是未来研究的重要内容。
关键词：主动安全;直接横摆力矩;控制策略;行驶稳定性
中图分类号：U461.6 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2020）16-270-03
Abstract： Active safety of vehicles has always been a hot topic in the automotive industry. Direct yaw moment control is also a kind of active safety. The paper summarizes the development of direct yaw moment control and the current research status at home and abroad. Firstly， the source of the concept of direct yaw moment control is introduced， and the research overview of direct yaw moment control at home and abroad is explained. Finally， the advantages of distributed drive electric vehicles are pointed out， which provides convenience for the research of yaw moment control， thereby improving the performance of automobiles. Driving stability. Giving full play to its control advantages through the effective combination of motor drive/braking and brake braking， so as to allocate additional yaw moment more reasonably is an important content of future research.
Keywords： Active safety; Direct yaw moment; Control strategy; Driving stability
CLC No.： U461.6 document Code： A Article ID： 1671-7988（2020）16-270-03
前言
本田公司首席工程師 Shibahata[1]认为车辆在大侧偏角时，恢复横摆力矩可减小汽车失稳的可能性。因此提出了直接横摆力矩控制的概念。直接横摆力矩控制是控制车辆稳定性的主动安全系统，DYC系统和转向控制系统组成了车辆电子稳定性控制系统[2]。直接横摆力矩控制是在制动防抱死系统/驱动防滑系统的基础，上开发出的一种新功能，使得汽车主动安全技术更加趋于完善化，已经成为汽车稳定性控制中的最具发展前景的底盘控制方法。如何提高车辆的操纵稳定性和行驶安全性成为研究的焦点。对此国内外企业和学者做出了大量的科学研究。
1 国外研究现状
BOSCH公司的DYC是ESC系统最具代表性的控制方法之一，该控制方法采用二自由度车辆模型来描述期望的车辆运行状态，将车载传感器采集到的汽车实际运行状态与期望运行状态进行比较，控制器计算得到使车辆恢复到期望运行状态所需的附加横摆力矩，然后按照制动力分配控制规则将附加横摆力矩分配给不同的制动车轮，从而控制汽车的运行姿态[3-4]。
Abe M[5]基于滑膜控制算法设计了DYC控制器，主要控制质心侧偏角，使车辆跟踪理想质心侧偏角，保证车辆能够按照驾驶员的行驶方向行驶。文献[6]对横摆力矩控制和四轮转向技术进行了对比，研究结果表明，直接横摆力矩控制具有更好的控制效果。文献[7]开发了基于模型预估计控制的车辆稳定性以及跟踪期望路径的能力。
Wanki Cho等[8]设计了一个多层控制结构对AFS和ESC进行了集成控制，其控制方法为将横摆角速度作为逻辑门限值，去判断车辆是需要机动性还是操稳性。
2 国内研究现状
重庆交通大学方春杰[9]针对纯电动汽车在极限工况下操纵稳定性和行驶安全性的问题，选取横摆角速度和质心侧偏角作为ESC系统控制量，选取差动制动控制方法，通过单侧车轮制动方式实现各车轮制动器制动力的分配控制。
吉林大学刘刚[10]针对乘用车在极限工况行驶时的车辆操纵性和稳定性的问题，对基于分层的DYC算法进行了研究分析。控制策略的上层控制算法包括直接横摆力矩算法，直接横摆力矩控制采用滑模变结构控制算法计算得到。
武汉科技大学叶刚[11]针对电动轮驱动车辆的稳定性控制问题，采用模型预测控制（MPC）理论计算所需要的广义控制力，下层为转矩分配层，采用能效最优的分配策略。
武汉科技大学刘颖[12]采用分层控制结构，上层基于滑膜控制算法，搭建了DYC系统，下层通过逻辑门限规则分配把附加横摆力矩以驱动的方式分配给两侧车轮，实现汽车轨迹的纠正，提高操纵稳定性。
吉林大学李刚[13]提出了基于横摆角速度与质心侧偏角联合控制的模糊控制方法，并设计了规则制动力分配方法，通过主动差动制动来实现对车辆的控制。
清华大学褚文博[14]研究了IEV车辆状态参数观测，并设计了一套完整的 IEV 车辆驱动力协调控制系统。
3 结论
四轮独立驱动电动车具有四轮驱动力矩独立可控、纵向力分配灵活、电机输出转矩精确的优势四轮独立驱动电动车是直接横摆力矩控制的理想载体。目前研究工作大多数基于传统车选择不同的附加横摆力矩计算策略，通过单轮制动或者同侧车轮制动的方式对直接横摆力矩进行控制。由于四轮独立驱动电动车的出现，也有大多学者借助其进行直接横摆力矩控制研究，一般都是选取规则分配、LQR、二次规划等优化方法对驱动力/制动力进行优化分配。因此还有很大的发展空间。
参考文献
[1] Shibahata Y，Shimada K， Tomari T.Improvement of vehicle maneu -verability by direct yaw moment control.Vehicle System Dynamics， 1993，22（5-6）：465-481.
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[3] Kanchwala H， Wideberg J， Alba C B， et al.Control of an independent 4WD electric vehicle by DYC method[J]. International Journal of Vehicle Systems Modelling and Testing， 2015，10（2）：168-184.
[4] Shin-Ichiro Sakai，Hideo Sado， Yoichi Hori. Dynamic driving/braking force distribution in electric vehicles with independently driven four wheels[J]. Electrical Engineering in Japan， 2002，138（1）：79-89.
[5] Abe M.Vehicle Dynamics and Control for Impro- ving Handling and Active Safety：From Four-Wheel Steering to Direct Yaw Moment Control[J].Biogeoc hemistry，1952，15（6）：1952-1967.
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[8] Wanki Cho，Jaewoong Choi，Chongkap Kim，Seibum Choi，and Kyong -su Yi. United chassis control for the improvement of agility， maneu -verability， and lateral stability. Vehicular Technology， IEEE Trans on， 6 （3）：1008-1020，march 2012.
[9] 方春杰.純电动汽车极限工况下的ESC控制研究[D].重庆交通大学，2018.
[10] 刘刚.乘用车ESC分层控制策略及液压执行单元控制算法的研究[D].吉林大学，2018.
[11] 叶刚.电动轮车辆直接横摆力矩控制策略研究[D].武汉科技大学， 2018.
[12] 刘颖.电动汽车DYC系统与主动悬架系统联合控制研究[D].武汉科技大学，2018.
[13] 李刚.线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究[D].吉林大学，2013.
[14] 褚文博.分布式电驱动车辆动力学状态参数观测及驱动力协调控制[D].清华大学，2013.
