随着能源问题的加剧,电动汽车的发展倍受人们关注。轮毂电机驱动汽车具有车轮转矩独立可控的特点,根据这个特点通过改变左右车轮的转矩,可以实现差动助力转向,这种差动助力转向系统可以代替传统助力系统中的助力元件,从而降低制造成本,拥有广阔的发展空间。轮毂电机驱动汽车在横摆稳定性控制上也具有明显的优势,当差动助力转向系统工作时,左右转向轮的驱动力矩差值会产生一个附加的横摆力矩,影响整车的稳定性。因此,本文针对轮毂电机驱动汽车的差动助力转向和横摆稳定性协调控制进行了研究。首先根据汽车转向系统的机械结构和前轮定位参数,分析前轮差动力矩能够提供转向助力的机理,并通过仿真验证了差动助力转向的可行性。参考电动助力转向系统的设计方法,确定差动助力转向系统的助力特性,绘制出差动助力矩与车速和转向手力矩的曲面关系图,建立了差动助力转向控制器。该控制器以方向盘手力矩和车速作为输入,通过查找MAP图,得出前轮转矩得差值,对前轮转矩实行再分配,从而实现转向差动助力的作用,并通过多种工况进行仿真,验证了该差动助力转向系统能够实现良好的助力效果。然后根据可拓控制理论建立了横摆稳定性控制器,该控制器选取理想横摆角速度和实际横摆角速度的差值以及质心侧偏角为特征量,确定经典域、可拓域和非域的控制区域。根据汽车的状态信息对横摆角速度控制器和质心侧偏角控制器进行切换工作,得出控制横摆稳定性的差动力矩,实现后轮转矩的再分配。通过仿真验证横摆稳定性协调控制器比单独横摆角速度控制器和单独质心侧偏角控制器的控制效果更明显。最后分析了差动助力转向系统对整车横摆稳定性的影响,建立差动助力转向和横摆稳定性协调控制器。该控制器分为两层,上层控制器是基于可拓理论,划分了与车辆行驶状态相对应的经典域、可拓域和非域,通过关联函数反映汽车的稳定性的状态变化,从而确定下层中差动助力转向系统输出的差动力矩与横摆稳定性控制器输出的差动力矩的权重。对汽车四个车轮的驱动力矩进行重新分配,通过Simulink搭建的整车模型和转向系统模型进行仿真,验证了该方法既可以减小驾驶员转向盘手力又能提高车辆行驶稳定性。通过分析可得,文中设计的差动助力转向和横摆稳定性协调控制器能充分的发挥差动助力转向的助力效果,同时兼顾转向轻便型和转向路感,拓展了差动助力转向系统的工作范围,保证了汽车行驶的稳定性,对差动助力转向系统的理论研究和产业化应用起到了推动作用。