CN104175902A - 电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法，属于电动轮汽车领域，其中电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统包括以下几个部分：驾驶员意图模块、轮毂电机、稳定性控制器、转矩分配器、滑移率控制器、整车模块、路面信息模块和整车传感器模块。稳定性控制器包括微调模式和稳调模式；转矩分配器将整车的运动分为动力性模式、经济性模式和稳定性模式。本发明转矩分配控制方法将滑移率、附着系数、横摆角速度、质心侧偏角、轮毂电机转速等多个控制量联合控制汽车，保证汽车在低速和高速时的稳定性和动力性；汽车转矩进行分配，以提高汽车正常行驶中或出现打滑现象时的汽车的驱动能力、电机的利用效率和整车的稳定性。

Description

电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法

技术领域：

本发明涉及一种电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法，其属于电动汽车领域。

背景技术：

随着节能环保成为当今世界的主题，电动汽车在全球掀起了一股发展浪潮。作为新一代电动汽车的一个重要分支，电动轮汽车采用多个独立控制的轮毂电机分别驱动车轮，其动力源与车轮以及车轮与车轮之间没有机械传动环节，取消了传统汽车的复杂传动系统。电动轮汽车具有传动效率高、空间布置灵活、易于实现底盘系统的电子化和主动化的优点，是纯电动汽车、混合动力电动汽车及燃料电池电动汽车理想的通用驱动技术平台，是电动汽车发展的终极形式，具有很好的应用前景及技术发展潜力。

电动轮的转矩分配较为复杂，需要考虑整车的动力性、经济性、操纵稳定性的协调,并且要结合汽车的运动状态及驾驶员意图选择不同的电机驱动方式。目前，对电动轮汽车转矩分配的研究主要集中在控制算法的研究。主要有以下几种算法，(1)基于载荷的转矩分配方法，此方法是针对四轮独立驱动车辆的车轮的载荷不同，按比例分配转矩，但由于受外界因素的影响，路面信息中噪声成分较多，无法准确评估汽车的运动状态，而且此算法没有考虑轮胎与路面附着的极限约束情况,导致在分配过程中的最优解出现偏差；(2)基于约束的平均分配转矩，此方法考虑了路面与轮胎的约束问题,而且将路面情况考虑为非线性变化,但由于对路面附着的利用率并不高，从而导致转矩的效率很低；(3)通过对驱动轮的pid防滑控制达到整车的动力性和稳定性。此方法考虑了车轮的驱动防滑，但对转矩的分配策略选择使用逻辑门的方法，对车轮直接增加转矩或者较小转矩，容易导致整车失稳。

发明内容：

本发明提供一种电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法，其通过对汽车转矩进行分配，以提高汽车正常行驶中或出现打滑现象时的汽车的驱动能力、电机的利用效率和整车的稳定性。

本发明采用如下技术方案：一种电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法，所述电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统包括驾驶员意图模块、轮毂电机、稳定性控制器、转矩分配器、滑移率控制器、整车模块、路面信息模块和整车传感器模块；所述稳定性控制器包括整车微调模式和整车稳调模式，所述整车稳调模式包括整车参考模型和稳定性控制算法；所述转矩分配器选择动力性模式、经济性模式或稳定性模式，对稳定器控制器和滑移率控制器中得到的转矩按照不同工况进行分配，具体步骤如下：

步骤1：汽车在行驶过程中，由驾驶员转动方向盘或脚踏油门来发出指令，加速指令传递到转矩分配器上；同时，所述整车模块中的整车传感器模块测取轮毂电机转速、车轮转速、车速、质心侧偏角、方向盘转角、横摆角速度和侧向加速度，并将这些数据连同驾驶员的转向指令反馈给稳定性控制器、转矩分配器、滑移率控制器、整车模块、路面信息模块；稳定性控制器通过计算获得附加转矩Mz，滑移率控制器通过控制得到参考转矩Tdi，将它们传送给转矩分配器；

步骤2：所述转矩分配器根据传递来的数据Mz、Tdi和驾驶员的意图模块选择动力性模式、经济性模式和稳定性模式来分配转矩Ti’，轮毂电机模块根据分配的转矩产生相对应的输出转矩Ti；

步骤3：将轮毂电机产生的输出转矩传送到整车状态器上，保证汽车的正常运行。

进一步地，所述驾驶员方向盘转角δ_f通过转向机构的传动比转化为前轮转角δ，所述稳定性控制器根据方向盘转角的大小来选择不同模式，从而得到附加转矩Mz，将Mz传递到转矩分配器上，具体如下：

如果方向盘转角小于等于10°或者一直在正向反向的修正过程，所述稳定性控制进入微调模式：若横摆角速度等于0，则传送Mz＝0给转矩分配器，如果横摆角速度大于零，则在整车的左侧车轮分配一个单位转矩T₀，如果横摆角速度小于零，则在整车的右侧车轮分配一个单位转矩T₀，并将Mz＝T₀传送给转矩分配器，并实时检测横摆角速度，以保证整车按既定路径行驶；

如果方向盘转角大于10且持增大的趋势，所述稳定性控制进入稳调模式：将整车传感器模块传递来的车速u和前轮转角δ进入整车参考模型，所述整车参考模型为汽车二自由度模型，如下式：

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{\mathrm{\γ}}}_d=a_{11}{\mathrm{\β}}_d+a_{12}{\mathrm{\γ}}_d-c_1\mathrm{\δ}\\ {\stackrel{\·}{\mathrm{\β}}}_d=b_{11}{\mathrm{\β}}_d+b_{12}{\mathrm{\γ}}_d-c_2\mathrm{\δ}\end{array}\right.$

其中， $a_{11}=\frac{{\mathrm{ak}}_f-{\mathrm{bk}}_r}{\mathrm{Jz}};a_{12}=\frac{a^2{k}_f+b^2{k}_r}{{\mathrm{Jzv}}_x};b_{11}=\frac{k_f+k_r}{{\mathrm{Mv}}_x};b_{12}=\frac{{\mathrm{ak}}_f-{\mathrm{bk}}_r}{{{\mathrm{Mv}}_x}^2};c_1=\frac{{-\mathrm{ak}}_f}{\mathrm{Jz}};c_2=\frac{k_f}{{\mathrm{Mv}}_x};$ 其中a为前轴距，b为后轴距，Jz为转动惯量，v_x为车速，k_f、k_r为汽车前后轴侧偏刚度，M为整车质量，δ为前轮转角，γ_d为理论的横摆角速度，β_d为理论的质心侧偏角；

理论的横摆角速度γ_d和质心侧偏角β_d与整车传感器模块检测出的实际横摆角速度γ和质心侧偏角β作差,并设定滑模面为：

S＝k₁(β-β_d)+k₂(γ-γ_d)

式中，k1、k2为加权系数；

同时，将滑模变结构方法与最优控制相结合，设定目标函数为

J＝∫d₁S²+d₂(Rm-R)²dt

式中，d1，d2为加权系数，Rm为参考转弯半径，L为汽车轴距，K为稳定性系数，R为实际转弯半径；

计算出附加转矩Mz，并将计算得来的Mz进入转矩分配器。

进一步地，路面信息模块通过滑模观测器观测到路面附着系数，整车传感器检测到车轮轮速和车速，由下式计算滑移率s，并通过统计整理得到与最大路面附着系数相对应的滑移率sd，计算公式如下：

$s=\left\{\begin{array}{c}\frac{\mathrm{wR}-u}{\mathrm{wR}};\mathrm{wR}\≥u\\ \frac{u-\mathrm{wR}}{u};u\≥\mathrm{wR}\end{array}\right.$

式中，w为车轮转速，R为轮胎半径，u为车速

设滑模面为：

S＝s-sd

式中，滑移率为s、最大路面附着系数相对应的滑移率为sd，对滑移率进行控制，

设控制规律为得到较为理想的驱动转矩Tdi(i＝1-4)，并将数据时时传送转矩分配器。

进一步地，所述转矩分配器根据传递来的数据Mz、Tdi和驾驶员的意图模块分成动力性模式、经济性模式和稳定性模式来分配转矩Ti’，轮毂电机模块根据分配的转矩产生相对应的输出转矩Ti，具体如下：

动力性模式：若路面附着系数较大即μ≥0.6，且附着系数的变化明显即|dμ/dt|≥0.2，车轮转速和车速均比较小即w≤30rad/s,v≤10m/s；以及若路面附着系数在0.15-0.6范围内，且附着系数的变化不大即|dμ/dt|≤0.2，车轮转速和车速均比较大即w≥82rad/s,v≥25m/s；所述以上两种情况电动轮汽车进入动力性模式，其目标函数如下：

f_min＝(i-i_d)²+(T-T_d)²

式中，i为轮毂电机电流，T为轮毂电机转矩，T_d为轮毂电机参考转矩、i_d为轮毂电机参考转矩T_d所对应的轮毂电机参考电流；

经济性模式：若路面附着系数在0.15-0.6范围内，且附着系数的变化不大即|dμ/dt|≤0.2，车轮转速和车速在中速范围即30rad/s≤w≤82rad/s,10m/s≤v≤25m/s，所述电动轮汽车进入经济性模式，其目标函数如下：

f_min＝(n-n_d)²+(p-p_d)²

式中，n为轮毂电机转速，n_d为轮毂电机参考转矩T_d所对应的轮毂电机参考转速，为轮毂电机效率，为轮毂电机参考转矩对应的效率；

稳定性模式：若方向盘转角不断增大即δ≥10°，且侧向加速度ay开始增大，所述电动轮汽车进入稳定性模式，其目标函数如下：

$J=\∫[{\left(L1\frac{\mathrm{Fzi}}{G}\right)}^2+L2*{(c1+c2+c3+c4)}^2/d]\mathrm{dt}$

式中，其中，μ为当前时刻路面附着系数，μ_m为路面附着系数最大值，R为轮胎半径，Fzi为各轮载荷，G为整车重量，c1、c2、c3、c4为四个轮毂电机附加转矩分配系数；

同时：

|c1|+|c2|+|c3|+|c4|＝1；

得到三种模式下的转矩Ti’，并将其传递到轮毂电机上，使之产生相对应的输出转矩Ti。

本发明具有如下有益效果：与现有技术相比，本发明可即时响应车辆的行驶状态，根据不同时刻的车速和驾驶员意图可适时调节滑移率、电机状态和转矩分配，减小因路况较差或其他原因而引起的打滑现象和其他危险工况，充分的利用路面附着，增加汽车在驱动过程中的方向稳定性、转向操纵能力和动力性。

附图说明：

图1为本发明电动轮汽车轮毂电机转矩分配控制方法的控制框图。

图2为本发明电动轮汽车轮毂电机转矩分配控制方法中稳定性控制器的控制框图。

图3为本发明电动轮汽车轮毂电机转矩分配控制方法中稳定性控制器微调的控制图。

图4为本发明电动轮汽车轮毂电机转矩分配控制方法中稳定性控制器稳调的控制图。

图5为本发明电动轮汽车轮毂电机转矩分配控制方法中滑移率控制器的控制图。

图6为本发明电动轮汽车轮毂电机转矩分配控制方法中转矩分配器的控制图。

具体实施方式：

请参照图1所示，本发明电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统包括驾驶员意图模块、轮毂电机、稳定性控制器、转矩分配器、滑移率控制器、整车模块、路面信息模块和传感器模块。稳定性控制器包括整车微调模式和稳调模式(包括整车参考模型和稳定性控制算法)；转矩分配器将整车的运动分为动力性模式、经济性模式和稳定性模式，对稳定器控制器和滑移率控制器中得到的转矩按照不同工况进行分配，以提高汽车正常行驶中或出现打滑现象时汽车的驱动能力、电机的利用效率和整车的稳定性。驾驶员方向盘转角δ_f通过转向机构的传动比转化为前轮转角δ。

在汽车在行驶过程中，由驾驶员转动方向盘或脚踏油门来发出指令，加速指令传递到转矩分配器上，同时，所述整车模块中的整车传感器模块测取轮毂电机转速、车轮转速、车速、质心侧偏角、横摆角速度和侧向加速度等汽车运动参数，并将这些数据连同驾驶员的转向指令反馈给稳定性控制器、转矩分配器、滑移率控制器、整车模块、路面信息模块。

稳定性控制器根据方向盘转角的大小来选择不同模式：从而得到附加转矩Mz，将Mz传递到转矩分配器上；具体如下：

如果方向盘转角小于等于10°或者一直在正向反向的修正过程，所述稳定性控制进入微调模式：若横摆角速度等于0，则传送Mz＝0给转矩分配器，如果横摆角速度大于零，则在整车的左侧车轮分配一个单位转矩T₀，如果横摆角速度小于零，则在整车的右侧车轮分配一个单位转矩T₀，并将Mz＝T₀传送给转矩分配器，并实时检测横摆角速度，以保证整车按既定路径行驶；

如果方向盘转角大于10且持增大的趋势，所述稳定性控制进入稳调模式：将整车传感器模块传递来的车速u和前轮转角δ进入整车参考模型。整车参考模型为汽车二自由度模型，如下式：

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{\mathrm{\γ}}}_d=a_{11}{\mathrm{\β}}_d+a_{12}{\mathrm{\γ}}_d-c_1\mathrm{\δ}\\ {\stackrel{\·}{\mathrm{\β}}}_d=b_{11}{\mathrm{\β}}_d+b_{12}{\mathrm{\γ}}_d-c_2\mathrm{\δ}\end{array}\right.$

式中， $a_{11}=\frac{{\mathrm{ak}}_f-{\mathrm{bk}}_r}{\mathrm{Jz}};a_{12}=\frac{a^2{k}_f+b^2{k}_r}{{\mathrm{Jzv}}_x};b_{11}=\frac{k_f+k_r}{{\mathrm{Mv}}_x};b_{12}=\frac{{\mathrm{ak}}_f-{\mathrm{bk}}_r}{{{\mathrm{Mv}}_x}^2};c_1=\frac{{-\mathrm{ak}}_f}{\mathrm{Jz}};c_2=\frac{k_f}{{\mathrm{Mv}}_x};$

其中a为前轴距，b为后轴距，Jz为转动惯量，v_x为车速，k_f、k_r为汽车前后轴侧偏刚度，M为整车质量，δ为前轮转角，γ_d为理论的横摆角速度，β_d为理论的质心侧偏角。

理论的横摆角速度γ_d和质心侧偏角β_d与整车传感器模块检测出的实际横摆角速度γ和质心侧偏角β作差,并设定滑模面为：

S＝k₁(β-β_d)+k₂(γ-γ_d)

式中，k1、k2为加权系数；

同时，将滑模变结构方法与最优控制相结合，设定目标函数为

J＝∫d₁S²+d₂(Rm-R)²dt

式中，d1，d2为加权系数，为参考转弯半径，L为汽车轴距，K为稳定性系数，R为实际转弯半径。

计算出附加转矩Mz，并将计算得来的Mz进入转矩分配器。

路面信息模块通过滑模观测器观测到路面附着系数，整车传感器检测到车轮轮速和车速，由下式计算滑移率s，并通过统计整理得到与最大路面附着系数相对应的滑移率sd。计算公式如下：

$s=\left\{\begin{array}{c}\frac{\mathrm{wR}-u}{\mathrm{wR}};\mathrm{wR}\≥u\\ \frac{u-\mathrm{wR}}{u};u\≥\mathrm{wR}\end{array}\right.$

式中，w为车轮转速，R为轮胎半径，u为车速。

设滑模面为：

S＝s-sd

式中，滑移率为s、最大路面附着系数相对应的滑移率为sd对滑移率进行控制，

设控制规律为得到较为理想的驱动转矩Tdi(i＝1-4)，并将数据时时传送转矩分配器；

转矩分配器根据传递来的数据和驾驶员的意图分成动力性模式、经济性模式和稳定性模式来分配转矩Ti’，轮毂电机模块并根据分配的转矩产生相对应的输出转矩Ti。具体如下：

若路面附着系数较大(μ≥0.6)，且变化明显(|dμ/dt|≥0.2)，车轮转速和车速均比较小(w≤30rad/s,v≤10m/s)；以及若路面附着系数在0.15-0.6范围内，且变化不大(|dμ/dt|≤0.2)，车轮转速和车速均比较大(w≥82rad/s,v≥25m/s)，所述以上两种情况电动轮汽车进入动力性模式，其目标函数如下：

J_min＝(i-i_d)²+(T-T_d)²

式中，i为轮毂电机电流，T为轮毂电机转矩，T_d为轮毂电机参考转矩、i_d为轮毂电机参考转矩T_d所对应的轮毂电机参考电流；

若路面附着系数在0.15-0.6范围内，且变化不大(|dμ/dt|≤0.2)，车轮转速和车速在中速范围(30rad/s≤w≤82rad/s,10m/s≤v≤25m/s)，所述电动轮汽车进入经济性模式，其目标函数如下：

f_min＝(n-n_d)²+(p-p_d)²

式中，n为轮毂电机转速，n_d为轮毂电机参考转矩T_d所对应的轮毂电机参考转速，为轮毂电机效率，为轮毂电机参考转矩对应的效率；

若整车传感器模块检测出方向盘转角不断增大(δ≥10°)且侧向加速度ay开始增大，此时电动轮汽车进入稳定性模式。具体如下：

取其中，μ为当前时刻路面附着系数，μ_m为路面附着系数最大值，R为轮胎半径。

则各轮分配情况按

$J=\∫[{\left(L1\frac{\mathrm{Fzi}}{G}\right)}^2+L2*{(c1+c2+c3+c4)}^2/d]\mathrm{dt}$

式中，Fzi为各轮载荷，G为整车重量，c1、c2、c3、c4为四个轮毂电机附加转矩分配系数。同时：

|c1|+|c2|+|c3|+|c4|＝1

得到三种模式下的转矩Ti’，并将其传递到轮毂电机上，使之产生相对应的输出转矩Ti。

将轮毂电机产生的输出转矩传送到整车模块上，保证汽车的正常运行。

本发明电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法，可即时响应车辆的行驶状态，根据不同时刻的车速和驾驶员意图可适时调节滑移率、电机状态和转矩分配，减小因路况较差或其他原因而引起的打滑现象和其他危险工况，充分的利用路面附着，增加汽车在驱动过程中的方向稳定性、转向操纵能力和动力性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法，所述电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统包括驾驶员意图模块、轮毂电机、稳定性控制器、转矩分配器、滑移率控制器、整车模块、路面信息模块和整车传感器模块；所述稳定性控制器包括整车微调模式和整车稳调模式，所述整车稳调模式包括整车参考模型和稳定性控制算法；所述转矩分配器选择动力性模式、经济性模式或稳定性模式，对稳定器控制器和滑移率控制器中得到的转矩按照不同工况进行分配，其特征在于：具体步骤如下

步骤1：汽车在行驶过程中，由驾驶员转动方向盘或脚踏油门来发出指令，加速指令传递到转矩分配器上；同时，所述整车模块中的整车传感器模块测取轮毂电机转速、车轮转速、车速、质心侧偏角、方向盘转角、横摆角速度和侧向加速度，并将这些数据连同驾驶员的转向指令反馈给稳定性控制器、转矩分配器、滑移率控制器、整车模块、路面信息模块；稳定性控制器通过计算获得附加转矩Mz，滑移率控制器通过控制得到参考转矩Tdi，将它们传送给转矩分配器；

步骤2：所述转矩分配器根据传递来的数据Mz、Tdi和驾驶员的意图模块选择动力性模式、经济性模式和稳定性模式来分配转矩Ti’，轮毂电机模块根据分配的转矩产生相对应的输出转矩Ti；

步骤3：将轮毂电机产生的输出转矩传送到整车状态器上，保证汽车的正常运行。

2.如权利要求1所述的电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法，其特征在于：所述驾驶员方向盘转角δ_f通过转向机构的传动比转化为前轮转角δ，所述稳定性控制器根据方向盘转角的大小来选择不同模式，从而得到附加转矩Mz，将Mz传递到转矩分配器上，具体如下：

如果方向盘转角小于等于10°或者一直在正向反向的修正过程，所述稳定性控制进入微调模式：若横摆角速度等于0，则传送Mz＝0给转矩分配器，如果横摆角速度大于零，则在整车的左侧车轮分配一个单位转矩T₀，如果横摆角速度小于零，则在整车的右侧车轮分配一个单位转矩T₀，并将Mz＝T₀传送给转矩分配器，并实时检测横摆角速度，以保证整车按既定路径行驶；

如果方向盘转角大于10且持增大的趋势，所述稳定性控制进入稳调模式：将整车传感器模块传递来的车速u和前轮转角δ进入整车参考模型，所述整车参考模型为汽车二自由度模型，如下式：

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{\mathrm{\γ}}}_d=a_{11}{\mathrm{\β}}_d+a_{12}{\mathrm{\γ}}_d-c_1\mathrm{\δ}\\ {\stackrel{\·}{\mathrm{\β}}}_d=b_{11}{\mathrm{\β}}_d+b_{12}{\mathrm{\γ}}_d-c_2\mathrm{\δ}\end{array}\right.$

其中， $a_{11}=\frac{{\mathrm{ak}}_f-{\mathrm{bk}}_r}{\mathrm{Jz}};a_{12}=\frac{a^2{k}_f+b^2{k}_r}{{\mathrm{Jzv}}_x};b_{11}=\frac{k_f+k_r}{{\mathrm{Mv}}_x};b_{12}=\frac{{\mathrm{ak}}_f-{\mathrm{bk}}_r}{{{\mathrm{Mv}}_x}^2};c_1=\frac{{-\mathrm{ak}}_f}{\mathrm{Jz}};c_2=\frac{k_f}{{\mathrm{Mv}}_x};$ 其中a为前轴距，b为后轴距，Jz为转动惯量，v_x为车速，k_f、k_r为汽车前后轴侧偏刚度，M为整车质量，δ为前轮转角，γ_d为理论的横摆角速度，β_d为理论的质心侧偏角；

理论的横摆角速度γ_d和质心侧偏角β_d与整车传感器模块检测出的实际横摆角速度γ和质心侧偏角β作差,并设定滑模面为：

S＝k₁(β-β_d)+k₂(γ-γ_d)

式中，k1、k2为加权系数；

同时，将滑模变结构方法与最优控制相结合，设定目标函数为

J＝∫d₁S²+d₂(Rm-R)²dt

式中，d1，d2为加权系数，Rm为参考转弯半径，L为汽车轴距，K为稳定性系数，R为实际转弯半径；

计算出附加转矩Mz，并将计算得来的Mz进入转矩分配器。

3.如权利要求2所述的电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法，其特征在于：路面信息模块通过滑模观测器观测到路面附着系数，整车传感器检测到车轮轮速和车速，由下式计算滑移率s，并通过统计整理得到与最大路面附着系数相对应的滑移率sd，计算公式如下：

$s=\left\{\begin{array}{c}\frac{\mathrm{wR}-u}{\mathrm{wR}};\mathrm{wR}\≥u\\ \frac{u-\mathrm{wR}}{u};u\≥\mathrm{wR}\end{array}\right.$

式中，w为车轮转速，R为轮胎半径，u为车速

设滑模面为：

S＝s-sd

式中，滑移率为s、最大路面附着系数相对应的滑移率为sd，对滑移率进行控制，

设控制规律为得到较为理想的驱动转矩Tdi(i＝1-4)，并将数据时时传送转矩分配器。

4.如权利要求3所述的电动轮汽车轮毂电机转矩分配系统的转矩分配控制方法，其特征在于：所述转矩分配器根据传递来的数据Mz、Tdi和驾驶员的意图模块分成动力性模式、经济性模式和稳定性模式来分配转矩Ti’，轮毂电机模块根据分配的转矩产生相对应的输出转矩Ti，具体如下：

动力性模式：若路面附着系数较大即μ≥0.6，且附着系数的变化明显即|dμ/dt|≥0.2，车轮转速和车速均比较小即w≤30rad/s,v≤10m/s；以及若路面附着系数在0.15-0.6范围内，且附着系数的变化不大即|dμ/dt|≤0.2，车轮转速和车速均比较大即w≥82rad/s,v≥25m/s；所述以上两种情况电动轮汽车进入动力性模式，其目标函数如下：

f_min＝(i-i_d)²+(T-T_d)²

式中，i为轮毂电机电流，T为轮毂电机转矩，T_d为轮毂电机参考转矩、i_d为轮毂电机参考转矩T_d所对应的轮毂电机参考电流；

经济性模式：若路面附着系数在0.15-0.6范围内，且附着系数的变化不大即|dμ/dt|≤0.2，车轮转速和车速在中速范围即30rad/s≤w≤82rad/s,10m/s≤v≤25m/s，所述电动轮汽车进入经济性模式，其目标函数如下：

f_min＝(n-n_d)²+(p-p_d)²

式中，n为轮毂电机转速，n_d为轮毂电机参考转矩T_d所对应的轮毂电机参考转速，为轮毂电机效率，为轮毂电机参考转矩对应的效率；

稳定性模式：若方向盘转角不断增大即δ≥10°，且侧向加速度ay开始增大，所述电动轮汽车进入稳定性模式，其目标函数如下：

$J=\∫[{\left(L1\frac{\mathrm{Fzi}}{G}\right)}^2+L2*{(c1+c2+c3+c4)}^2/d]\mathrm{dt}$

式中，其中，μ为当前时刻路面附着系数，μ_m为路面附着系数最大值，R为轮胎半径，Fzi为各轮载荷，G为整车重量，c1、c2、c3、c4为四个轮毂电机附加转矩分配系数；

同时：

|c1|+|c2|+|c3|+|c4|＝1；

得到三种模式下的转矩Ti’，并将其传递到轮毂电机上，使之产生相对应的输出转矩Ti。