矿用车作为土石方载运的重要工具,在采矿、冶金、建筑等行业广泛应用。其行驶工况相对复杂,无法避免在冰雪、干砂、泥浆等路面附着系数较低的工况下行驶,因此对驱动性能有较高要求。现有的全轮驱动技术可以提高矿用车驱动性,但存在显著的轮胎磨损加剧、燃油经济性降低等问题。由此本文在原6×4驱动形式的矿用车上增加由变量泵、液压轮毂马达、蓄能器以及液压控制阀组等元件组成的前桥辅助驱动系统。本文首先对常见的液压驱动形式优缺点进行分析,选定液压轮毂马达直接驱动的驱动方案,分析确定液压系统动力源取力器安装位置,并对液压回路模型关键元件参数匹配,确保液压系统满足功能需求。其次,从系统动力学角度在Simulink环境下建立矿用车整车动力学模型、机械传动系统模型,在AMESim环境下建立液压传动系统模型,搭建联合仿真平台。为实现辅助驱动系统开启后与整车主驱动轮协调工作,选取前轮转速跟随后轮转速的控制策略。在Simulink中建立辅助驱动系统工作模式切换逻辑以及轮毂马达转速控制方法。在变量泵—轮毂马达助力模式下采用基于查表法的PID控制策略对变量泵排量控制,在蓄能器—轮毂马达助力模式下采用PID控制对蓄能器输出流量进行控制,进而实现前轮转速控制。为实现对矿用车整车工作模式正确识别及模式切换,通过获取驾驶员控制信号、矿用车中、后轮滑转率、蓄能器液压信号、档位信号以及轮速信号进行综合判断。为精确计算中、后轮滑转率,本文根据整车状态方程、整车观测方程通过无迹卡尔曼滤波算法对整车车速估计。最后模拟矿用车典型工况,对变量泵—轮毂马达助力模式、蓄能器—轮毂马达助力模式的前轮转速跟随进行仿真分析。对前轮辅助驱动系统工作模式切换逻辑进行仿真,证明控制策略可以实现矿用车前桥辅助驱动、制动能量回收以及自由轮等工作模式的要求;验证矿用车前桥辅助驱动系统在辅助驱动模式下对整车驱动性能的提高。将工作模式切换模型以及辅助驱动系统控制策略模型生成的代码下载至Arduino DUE中,进行控制器在环测试与仿真结果对比,分析在控制器中运行结果与仿真结果之间的误差,验证该系统的可行性。