为了兼顾电子差速控制系统的控制效果和节能性能,提出一种分层结构的新型电子差速控制策略,通过跟踪驱动轮的期望轮心速度和期望滑转率来改善转向时车辆的动态性能,能够提高电机效率和车身横摆稳定性。以后轮独立驱动电动汽车作为研究对象,建立包括三自由度车身动力学模型和四自由度车轮动力学模型在内的七自由度车身-车轮动力学模型,采用魔术轮胎模型描述车轮的纵向及侧向动力学特性;基于“预瞄跟随控制理论”构建包括预瞄最优曲率模型和加速踏板模型在内的驾驶员模型;建立了考虑车轮侧偏角的Ackerman转向模型来描述转向时纵向车速、轮心速度和前轮转角的关系;以线性二自由度模型作为车辆转向过程行为的动态参考模型。状态参数估计和路面类型识别是实施电子差速控制的必要条件之二。在从动轮轮速的基础上,得到纵向车速的估计值;为了提高估计的精确性和可靠性,采用扩展卡尔曼滤波估计侧向车速和质心侧偏角;基于线性二自由度模型实时估计前后轴侧偏刚度;采用BP神经网络算法训练路面类型和滑转率、侧偏角、垂直载荷的非线性关系,建立基于BP神经网络的路面类别识别方法。提出一种考虑系统能耗影响的电子差速层次控制策略。上层控制采用模糊控制算法估算期望加速度,并据此计算期望总驱动转矩值,通过滑模控制算法求取关于期望横摆力矩的函数值,即车辆状态函数值和滑模切换函数值;中层控制以尽可能高的电机效率为性能需求目标,根据期望总驱动转矩和关于期望横摆力矩的函数值来分配左、右电机的期望转矩,基于考虑车轮侧偏角的Ackerman转向模型对左、右后轮期望轮心速度进行一次校正,然后考虑转向时车辆横摆稳定性对左、右后轮期望轮心速度进行二次校正;下层控制模块结合“魔术公式”的逆模型得到车轮的期望滑转率,进而计算左、右后轮期望转速,并采用无刷直流电机(BLDCM)转速电流双闭环控制策略输出电机转矩来跟踪期望转速。仿真模拟了所提出的电子差速层次控制策略在方向盘转角阶跃输入试验和蛇形工况的控制效果。仿真结果表明:该策略能够有效抑制驱动轮滑转率,减小驱动轮轮心速度和滑转率跟踪误差的同时,提高了道路轨迹跟踪精度和电机效率。