基于實時內核的電動車電子差速算法仿真
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摘要 設計了一種基于嵌入式實時內核ARTXl66的電動車電子差速算法，介紹了基于Ackermann-Jeantand 轉向模型的四輪速度關系、電子差速算法，并用MatIab／Simulink進行了仿真。通過實車試驗證明了該算法的可行性。
關鍵詞 Matlab／Simulink 電子差速算法 Infineon XCl64CS微控制器 實時內核 ARTXl66
引言
伴隨著日益嚴重的大氣污染和能源危機，傳統的交通工具――汽車的發展面臨著一系列的挑戰。傳統的內燃機汽車消耗大量的石油資源，嚴重污染環境。這些無法避免的缺點使人們意識到，以清潔能源為動力的新一代汽車替代傳統汽車的重要性，其中的電動汽車技術已經成為當今汽車領域的前沿課題之一。
電動汽車具有零排放，低噪聲，輕便，操控性能好等特點。此外隨著電動輪技術和現場總線技術的發展，在電動車上更容易實現四輪獨立驅動控制，進而為剎車防抱死系統(ABS)、電子穩定系統(ESP)等主動安全系統的實現提供便利。
本文介紹一種基于嵌入式實時內核ARTXl66的電子差速算法。
1 基于Ackermann轉向模型的四輪速度關系
根據汽車動力學分析可知，車輛轉彎行駛時，汽車外側車輪的行程要比內側的長。如果通過一根整軸將左右車輪連接在一起，則會由于左右車輪轉速雖相等但行程不同而引起一側車輪產生滑轉或滑移，不僅使輪胎過早磨損，無益地消耗功率，并且易使汽車在轉向時失去抗側滑的能力而使穩定性變壞，操控性變差。為避免上述情況的出現，實現車輛的平順轉向，一般要求所有車輪在轉向過程中都做純滾動。對四輪獨立驅動電動車而言，即要求四個車輪在轉向過程中具有各自不同的轉速，并且各車輪的轉速應滿足一定的關系。該關系為設計汽車差速系統的主要依據。低速情況下，這一特定關系可由Ackermann模型推導得出。
使用Ackermann轉向模型進行轉向時，分析四輪速度關系的假設前提條件為：
①剛性車體；
②車輪作純滾動，即不考慮已發生滑移、滑轉；
③行駛時所有輪胎都未離開地面；
④輪胎側向變形與側向力成正比。
該轉向模型如圖1所示。
其中，軸距L和兩側軸線距離D是常數值，δ是方向盤的轉角，ω0為車繞轉向瞬心的角速度，V1、V2、V3、V4是4個轉動輪的速度。由圖1可得：
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