Науковий вісник НГУ

Інтелектуальне керування мотор-колесами транспортного засобу з аналітичним визначенням розподілу крутного моменту

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2026

Останнє оновлення: 24 серпня 2026

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1793

Authors:

О. Бажинов, orcid.org/0000-0002-5755-8553, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, м. Харків, Україна

М. Арпабеков*, orcid.org/0000-0002-7998-2507, Євразійський національний університет імені Л. М. Гумільова, м. Астана, Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І. Таран, orcid.org/0000-0002-3679-2519, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

Т. Бажинова, orcid.org/0000-0003-3003-4028, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, м. Харків, Україна

Е. Кикла, orcid.org/0009-0006-8547-2120, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, м. Харків, Україна

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2026, (4): 068 - 076

https://doi.org/10.33271/nvngu/2026-4/068

Abstract:

Мета. Розроблення аналітичного методу визначення оптимального коефіцієнта розподілу крутного моменту між лівим і правим бортами повнопривідного автомобіля з мотор-колесами. Запропонований метод спрямований на максимізацію миттєвого коєфіцієнта корисної дії колісного рушія з урахуванням асиметрії навантаження й умов руху.

Методика. У роботі використані аналітичні методи, засновані на застосуванні спрощеної енергетичної моделі колісного рушія, методи оптимізації квадратичних функцій, а також імітаційне моделювання в середовищі MATLAB/Simulink для перевірки працездатності отриманого закону розподілу крутного моменту.

Результати. Отримано аналітичний вираз у замкненій формі для визначення оптимального коєфіцієнта розподілу крутного моменту між лівим і правим бортами автомобіля, використання якого забезпечує максимізацію миттєвого коєфіцієнта корисної дії колісного рушія. Показано, що оптимальний розподіл крутного моменту залежить від нормальних реакцій опорної поверхні, геометричних параметрів автомобіля й умов руху. Результати імітаційного моделювання підтвердили працездатність запропонованого закону керування як у режимі реалізації тягового зусилля, так і під час руху автомобіля по криволінійній траєкторії.

Наукова новизна. Уперше задача розподілу крутного моменту між бортами повнопривідного автомобіля з незалежним приводом мотор-коліс сформульована як задача максимізації миттєвого коєфіцієнта корисної дії колісного рушія, що дало змогу отримати придатний для реалізації в реальному часі закон керування без застосування чисельної оптимізації.

Практична значимість. Запропонований аналітичний закон розподілу крутного моменту може бути інтегрований до верхнього рівня системи керування повнопривідними автомобілями із незалежними електроприводами мотор-коліс. Його застосування дає змогу підвищити енергоефективність руху транспортного засобу без збільшення складності алгоритмів керування й обчислювальних витрат.

Ключові слова: мотор-колесо, повнопривідний автомобіль, швидкість руху, крутний момент, рекуперація

References.

1. Dizqah, A. M., Lenzo, B., Sorniotti, A., Gruber, P., Fallah, S., & De Smet, J. (2016). A Fast and Parametric Torque Distribution Strategy for Four-Wheel-Drive Energy-Efficient Electric Vehicles. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 63(7), 4367-4376. https://doi.org/10.1109/tie.2016.2540584

2. De Filippis, G., Lenzo, B., Sorniotti, A., Gruber, P., & De Nijs, W. (2018). Energy-Efficient Torque-Vectoring Control of Electric Vehicles With Multiple Drivetrains. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 67(6), 4702-4715. https://doi.org/10.1109/tvt.2018.2808186

3. Koehler, S., Viehl, A., Bringmann, O., & Rosenstiel, W. (2017). Energy-Efficiency Optimization of Torque Vectoring Control for Battery Electric Vehicles. IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, 9(3), 59-74. https://doi.org/10.1109/mits.2017.2709799

4. Fischer, S., Hermán, B., Sysyn, M., Kurhan, D., & Kocsis Szürke, S. (2025). Quantitative analysis and optimization of energy efficiency in electric multiple units. Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering, 23(2), 351-375. https://doi.org/10.22190/FUME241103001F

5. Chatzikomis, C., Zanchetta, M., Gruber, P., Sorniotti, A., ­Modic, B., Motaln, T., Blagotinsek, L., & Gotovac, G. (2019). An energy-efficient torque-vectoring algorithm for electric vehicles with multiple motors. Mechanical Systems and Signal Processing, 128, 655-673. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2019.03.012

6. Torinsson, J., Jonasson, M., Yang, D., & Jacobson, B. (2020). Energy reduction by power loss minimisation through wheel torque allocation in electric vehicles: a simulation-based approach. Vehicle System Dynamics, 60(5), 1488–1511. https://doi.org/10.1080/00423114.2020.1858121

7. Hu, X., Wang, P., Hu, Y., & Chen, H. (2020). A stability-guaranteed and energy-conserving torque distribution strategy for electric vehicles under extreme conditions. Applied Energy, 259, 114162. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.114162

8. Novytskyi, O., Taran, I., & Zhanbirov, Z. (2019). Increasing mine train mass by means of improved efficiency of service braking. E3S Web of Conferences, 123, 01034. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301034

9. Mangia, A., Lenzo, B., & Sabbioni, E. (2021). An integrated torque-vectoring control framework for electric vehicles featuring multiple handling and energy-efficiency modes selectable by the ­driver. Meccanica, 56(5), 991-1010. https://doi.org/10.1007/s11012-021-01317-3

10.      Wu, S., Li, Y., Guan, Y., Liu, T., & Che, C. (2023). Distribution Method of Automotive Torque for Hub Motor Considering Energy Consumption Optimization. International Journal of Automotive Technology, 24(3), 913-928. https://doi.org/10.1007/s12239-023-0075-9

11.      Xu, T., Zhao, Y., Deng, H., Guo, S., Li, D., & Lin, F. (2023). Integrated optimal control of distributed in-wheel motor drive electric vehicle in consideration of the stability and economy. Energy, 282, 128990. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.128990

12.      Wang, J., Lv, S., Sun, N., Gao, S., Sun, W., & Zhou, Z. (2021). Torque Vectoring Control of RWID Electric Vehicle for Reducing Driving-Wheel Slippage Energy Dissipation in Cornering. Energies, 14(23), 8143. https://doi.org/10.3390/en14238143

13.      Liang, Y., Zhao, W., Wu, J., Xu, K., Zhou, X., Luan, Z., & Wang, C. (2025). Energy-efficient driving for distributed electric vehicles considering wheel loss energy: A distributed strategy based on multi-agent architecture. Applied Energy, 384, 125462. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125462

14.      Kou, L., Sysyn, M., Liu, J., Fischer, S., Nabochenko, O., & He, W. (2023). Prediction system of rolling contact fatigue on crossing nose based on support vector regression. Measurement, 210, 112579. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2023.112579

15.      Klein, D., Mandl, P., Plöchl, M., Klinger, F., & Edelmann, J. (2026). Power optimal torque distribution for overactuated electric vehicles: analysis and experimental validation. Automotive and Engine Technology, 11(1). https://doi.org/10.1007/s41104-025-00164-8

16.      Hua, M., Chen, G., Zhang, B., & Huang, Y. (2018). A hierarchical energy efficiency optimization control strategy for distributed drive electric vehicles. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 233(3), 605-621. https://doi.org/10.1177/0954407017751788

17.      Chen, H., Du, P., Wang, Y., Jin, D., & Lian, X. (2020). Dynamic energy-efficient torque allocation algorithm for in-wheel motor-driven vehicle. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 234(7), 1815-1825. https://doi.org/10.1177/0954407019899205

18.      Taran, I. A., & Klimenko, I. Yu. (2014). Transfer ratio of double-split transmissions in case of planetary gear input. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 60-66.

19.      Szántó, N., Fischer, S., & Monek, G. D. (2025). A Novel Method for Simulation Model Generation of Production Systems Using PLC Sensor and Actuator State Monitoring. Journal of Sensor and Actuator Networks, 14(3), 55. https://doi.org/10.3390/jsan14030055

20.      He, S., Fan, X., Wang, Q., Chen, X., & Zhu, S. (2022). Review on Torque Distribution Scheme of Four-Wheel In-Wheel Motor Electric Vehicle. Machines, 10(8), 619. https://doi.org/10.3390/machines10080619

21.      Zhao, K., Fan, X., Huang, Z., Yu, X., Wang, L., & Peng, J. (2024). A review of drive torque distribution control for distributed drive electric vehicles. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 239(12), 5291-5315. https://doi.org/10.1177/09544070241286016

22.      Wang, F., Feng, Y., Tan, F., Liang, J., Wang, D., Jang, S., & Li, Z. (2025). Torque allocation strategy for distributed-drive electric vehicles with synergistic optimization of energy saving and safety. Energy, 360, 3, 100022. https://doi.org/10.1016/j.energ.2025.100022

23.      Li, W., Xu, H., Liu, X., Wang, Y., Zhu, Y., Lin, X., Wang, Z., & Zhang, Y. (2024). Regenerative braking control strategy for pure electric vehicles based on fuzzy neural network. Ain Shams Engineering Journal, 15(2), 102430. https://doi.org/10.1016/j.asej.2023.102430

24.      Bazhinov, A., Bazhinova, T., Podrigalo, M., Kholodov, M., Haiek, Y., & Sierikova, I. (2022). Dynamics Hybrid Vehicle Driven with Electric Motor Driving Wheels from Batteries. SAE Technical Paper Series, 1. https://doi.org/10.4271/2022-01-0667

25.      Gu, J., Ouyang, M., Lu, D., Li, J., & Lu, L. (2013). Energy efficiency optimization of electric vehicle driven by in-wheel motors. International Journal of Automotive Technology, 14(5), 763-772. https://doi.org/10.1007/s12239-013-0084-1

26.      Puma-Benavides, D. S., Cevallos-Carvajal, A. S., Masaquiza-Yanzapanta, A. G., Quinga-Morales, M. I., Moreno-Pallares, R. R., Usca-Gomez, H. G., & Murillo, F. A. (2024). Comparative Analysis of Energy Consumption between Electric Vehicles and Combustion Engine Vehicles in High-Altitude Urban Traffic. World Electric Vehicle Journal, 15(8), 355. https://doi.org/10.3390/wevj15080355

27.      Monastyrskyi, Y., Taran, I., Kokayev, U., & Sistuk, V. (2025). Assessing the performance efficiency of haul trucks and diesel-trolley trucks when changing their technological states and parameters of traffic routes. Mining of Mineral Deposits, 19(2), 47-55. https://doi.org/10.33271/mining19.02.047

• < Попередня
• Наступна >