This paper presents an integrated control of in-wheel motor (IWM) and electronic limited slip differential (eLSD) for high-speed cornering performance. The proposed algorithm is designed to improve the handling performance near the limits of handling. The proposed controller consists of a supervisor, upper-level controller, and lower-level controller. First, the supervisor determines a target motion based on the yaw rate reference with a target understeer gradient. The target understeer gradient is devised to improve the lateral stability with in-wheel motor control based on a nonlinear static map. The yaw rate reference is designed based on the target understeer gradient to track the yaw reference with eLSD control. Second, the upper-level controller calculates the desired yaw moments for IWM and eLSD to generate the target motion. Third, the lower-level controller converts the desired yaw moment to the actuator torque commands for IWMs and eLSD. The tire friction limits are estimated based on the tire model and friction circle model to prevent tire saturation by limiting the torque inputs. The proposed algorithm has been investigated via both simulations and vehicle tests. The performance of the integrated control was compared with those of individual control and uncontrolled case in the simulation study. The vehicle tests have been performed using a rear wheel drive vehicle equipped with two front IWMs and eLSD in the rear axle. The vehicle test has been conducted at a racing track to show that the proposed algorithm can improve the lateral stability near the limits of handling.

本文介绍了轮毂电机 (IWM) 和电子限滑差速器 (eLSD) 的集成控制，以实现高速转弯性能。所提出的算法旨在提高接近处理极限的处理性能。建议的控制器由监督者、上级控制器和下级控制器组成。首先，监管者基于具有目标转向不足梯度的偏航率参考来确定目标运动。目标转向不足梯度旨在通过基于非线性静态图的轮内电机控制来提高横向稳定性。偏航率参考是基于目标转向不足梯度设计的，以通过 eLSD 控制跟踪偏航参考。其次，上层控制器计算 IWM 和 eLSD 所需的偏航力矩以生成目标运动。第三，下级控制器将所需的偏航力矩转换为 IWM 和 eLSD 的执行器扭矩命令。根据轮胎模型和摩擦圆模型估计轮胎摩擦极限，通过限制扭矩输入来防止轮胎饱和。所提出的算法已经通过仿真和车辆测试进行了研究。在模拟研究中将集成控制的性能与单独控制和非控制情况下的性能进行了比较。车辆测试是使用配备两个前 IWM 和后轴 eLSD 的后轮驱动车辆进行的。在赛道上进行的车辆测试表明，所提出的算法可以提高接近操纵极限的横向稳定性。根据轮胎模型和摩擦圆模型估计轮胎摩擦极限，通过限制扭矩输入来防止轮胎饱和。所提出的算法已经通过仿真和车辆测试进行了研究。在模拟研究中将集成控制的性能与单独控制和非控制情况下的性能进行了比较。车辆测试是使用配备两个前 IWM 和后轴 eLSD 的后轮驱动车辆进行的。在赛道上进行的车辆测试表明，所提出的算法可以提高接近操纵极限的横向稳定性。根据轮胎模型和摩擦圆模型估计轮胎摩擦极限，通过限制扭矩输入来防止轮胎饱和。所提出的算法已经通过仿真和车辆测试进行了研究。在模拟研究中将集成控制的性能与单独控制和非控制情况下的性能进行了比较。车辆测试是使用配备两个前 IWM 和后轴 eLSD 的后轮驱动车辆进行的。在赛道上进行的车辆测试表明，所提出的算法可以提高接近操纵极限的横向稳定性。所提出的算法已经通过仿真和车辆测试进行了研究。在模拟研究中将集成控制的性能与单独控制和非控制情况下的性能进行了比较。车辆测试是使用配备两个前 IWM 和后轴 eLSD 的后轮驱动车辆进行的。在赛道上进行的车辆测试表明，所提出的算法可以提高接近操纵极限的横向稳定性。所提出的算法已经通过仿真和车辆测试进行了研究。在模拟研究中将集成控制的性能与单独控制和非控制情况下的性能进行了比较。车辆测试是使用配备两个前 IWM 和后桥 eLSD 的后轮驱动车辆进行的。在赛道上进行的车辆测试表明，所提出的算法可以提高接近操纵极限的横向稳定性。