单轴解耦式复合制动系统的控制策略及试验验证

针对吉林大学自主开发的基于传统ESC液压调节单元的单轴解耦式制动能量回收系统,开发了固定分配系数的串联控制策略,进行电机制动力和液压制动力的协调控制.将制动能量回收控制算法集成在制动控制器中,编写控制策略并进行实车试验.试验结果表明,以60 km/h的初速度分别进行协调制动、叠加80 N·m电机力矩制动和叠加50 N·m电机力矩制动,能量回收率分别达24.84%、17.38%和10.28%,并且协调制动过程中车辆加速度与制动踏板保持稳定,驾驶员没有制动变"软"的感觉,说明所提出的控制策略能够提高制动能量回收率,并且保证制动踏板感觉.     

集成式电子液压制动系统的复合制动协调控制

在电动汽车复合制动过渡工况中,针对液压制动力与电机制动力配合不好造成的冲击度问题,提出了双闭环反馈和电机力修正的协调策略.其中双闭环反馈策略依靠电机力来补偿液压系统的液压力跟踪误差,电机力修正策略的作用是让电机在过渡工况下始终具有补偿能力.结合集成式电子液压制动系统(I-EHB)进行仿真及硬件在环试验,试验结果表明所提出的策略能大幅减小制动力切换时的冲击度,提高车辆制动舒适性.     

汽车再生制动系统机电制动力分配

对汽车制动能量再生系统的机电制动力分配控制方法进行了研究,以电机制动效能为依据划分制动模式,提出了常规液压制动与再生制动力(电机制动)协调控制方法,建立了相应的再生制动系统机电制动力分配控制策略模型,并且对控制模型进行了仿真分析.结果表明,该再生制动系统机电制动力分配控制策略能够保证汽车前后轴制动力分配随理想制动力分配I曲线变化,实现良好制动性能,制动过程中增加了电机制动率,从而提高了汽车制动能量的回收率.     

基于一体式制动主缸的电液复合制动系统仿真

为了能更多地回收制动能量并改善汽车制动性,设计了一种新型的采用一体式制动主缸总成的电液复合制动系统,根据性能要求和国家标准确定系统中主要组成部件的参数。基于该系统的结构和工作原理,利用AMESim软件搭建系统液压部分的模型,并利用Simulink软件建立整车模型和系统控制逻辑,其中系统控制逻辑主要包括制动力分配逻辑、制动轮缸压力精确控制方法及再生制动系统与防抱死制动系统协调控制策略.最后以联合仿真的形式验证了该电液复合制动系统的必要功能,说明该系统具备良好的可实现性.     

基于系统效率优化的电液复合制动协调控制

为了进一步提高混合动力汽车电液复合制动系统协调性能和制动能量回收率,以一款新型双电机插电式混合动力汽车(PHEV)为研究对象,针对电机制动系统和液压制动系统工作特性的不同,提出符合其电液复合制动系统耦合工作特性的制动能量分配与控制策略。在保证制动安全性的前提下,以最大程度利用电机再生制动力为目标,建立电机损耗模型及可动态控制压力的液压制动系统模型,模拟实际电液复合制动系统的工作特性,通过控制电机制动系统电流实现损耗最小,并且调节速比实现电机与无级变速器(CVT)联合工作效率最优。利用比例-积分-微分(PID)控制调节液压制动系统高速开关阀,实现轮缸压力动态协调控制。制定基于阈值实时优化的制动力分配策略及基于制动强度修正的协调控制策略,利用MATLAB/Simulink和AMESim仿真平台对电机、液压制动系统及传动系统建立整车动力学模型,通过对连续制动及制动突变等制动工况进行联合仿真试验验证该控制策略的性能。研究结果表明:该控制策略可充分发挥双电机制动回收系统的优点,大幅提高制动能量回收率,有效兼顾汽车的制动安全性和平顺性,减小制动力波动;初速度为60 km/h,制动强度由0.6突变至0.3时,最大冲击度由93.36下降为17.52 m/s~3,满足汽车平顺性的要求;在城市车辆排放测试(UDDS)循环工况下,实际能量回收功率最高可增加0.32 kW。     

基于滑移率试探的电动车辆制动控制策略

分析了电驱动车辆制动控制中能量回馈与制动稳定性之间的矛盾,提出了一种兼顾制动回馈控制及车轮防抱死控制的基于滑移率试探的电动汽车制动控制策略.在制动过程中根据滑移率是否在稳定区域,实时控制电机制动力与液压制动力,在保证制动稳定性的同时提高制动能量回收能力.该控制策略不依赖于路面辨识、制动力估计等复杂算法.在不同制动工况下的仿真结果表明: 采用该策略能获得接近最优的制动回馈效率,并在大制动力工况中实现了车轮的防抱死控制.     

电动液压助力制动系统制动意图识别方法

针对驾驶员在紧急状况下存在着因踏板力不足而导致制动距离过长问题,以某电动液压助力制动系统为研究对象,提出了一种基于隐马尔可夫模型的驾驶员制动意图识别方法,根据对驾驶员制动意图的识别来控制助力电机执行正常制动或紧急制动的助力模式.选取助力电机的转角、转速和车速作为制动意图识别参数.以制动强度为界限对识别参数数据集进行划分,训练出正常制动与紧急制动识别模型参数,建立了识别模型库,通过比较各模型库的对数似然估计值,判断出驾驶员的制动意图.仿真结果表明:该模型可准确、实时地识别出驾驶员的制动意图;在驾驶员踏板力一定的情况下,具有制动意图识别控制的助力器具有更好的制动效果,提高了驾驶安全性.     

ISG型混合动力汽车制动系统仿真分析

针对ISG(Integrated Startor and Generator)型混合动力整车制动力分配与制动系统压力协调控制策略,进行了混合动力汽车综合制动系统的设计。利用AMESim(AdvancedModeling Environment for Performing Simulations of Engineering System)模块化仿真平台,建立了混合动力汽车液压制动系统的仿真模型,进行了关键部件和系统动态性能的仿真与分析,结果验证了系统方案的正确性和可行性,为混合动力汽车制动系统的设计与优化提供了依据。     

一体式电液复合制动系统制动意图解析及评价

针对一体式电液复合制动系统,进行了制动意图解析及一致性评价研究.分析了基于一体式主缸的液压系统轮结构及其制动需求表征,试验分析了制动过程司机动作信号变化机理,搭建了一体式主缸简化模型并进行了参数辨识.通过联合仿真模型,提出了基于模糊算法、利用踏板感觉模拟器压力及变化率进行制动意图识别的方法,并提出了司机制动意图解析一致性的评价指标.采用xPC target,MotoHawk和液压系统搭建了硬件在环仿真台架,进行了司机制动意图解析及制动力施加一致性试验.试验结果表明:利用模拟腔压力及变化率能够较好地识别司机制动意图,制动意图一致性指标小于0.02g,施加的再生制动力与液压制动力与制动意图比较一致,满足了电液复合制动需求.     

四轮独驱电动汽车复合制动控制策略

伴随汽车的电子化与智能化发展,针对四轮独驱电动汽车驱/制动力独立可控的优势,提出了一种考虑驾驶员制动特性的四轮独驱电动汽车复合制动控制策略。通过应用车辆动力学仿真软件CarSim与MATLAB/Simulink软件建立车体模型、电机模型、电池模型和能量回收控制模型,并合理分配前后轴制动力矩和液压制动与电机制动的比例,通过两种不同循环实验工况对能量回收控制方法进行仿真实验验证。实验结果表明:所提出的复合制动控制策略可以有效分配汽车前后轴制动力矩,保证汽车制动稳定性,并获得较高的能量回收率,提高汽车行驶里程。     

线控制动系统车辆制动与横摆稳定性协调控制

针对装有线控机械制动系统的车辆的制动稳定性控制问题,在MATLAB/Simulink中建立七自由度车辆动力学模型及线控机械制动系统模型,提出一种兼顾制动效能与横摆稳定性协调控制的车辆制动力分配策略;该策略采用分层控制结构,运用滑模控制和模糊控制理论设计顶层控制器,主要负责纵向目标制动力及横向目标横摆力矩的求取;底层控制器运用二次规划方法,以轮胎利用率为目标优化函数,使用有效集算法求解目标函数,在车辆制动时完成目标纵向力与横摆力矩协调分配,进而达到横、纵向协调最优控制的目的;运用MATLAB/Simulink与Carsim在对开路面上进行改变制动意图的工况联合仿真。结果表明,所提出的车辆制动力分配策略能够在保证车辆制动效能的前提下同时满足车辆横摆稳定性控制要求。     

电动汽车再生制动与防抱死制动协调控制

以电动汽车的再生制动与防抱死制动系统协调控制为研究对象,提出一种协调控制方法.采用滑模控制研究防抱死,并证明带有电机制动力矩时控制的稳定性.进而提出不影响滑模控制的滑移率门限值,并设计了协调控制算法.最后,在Simulink环境下搭建了整车模型,选择高、低附着系数路面工况对所提出策略进行仿真,结果验证了协调控制算法的正确性.     

线控制动单轮失效下制动力优化分配控制策略

针对线控制动系统单轮制动失效时车辆制动稳定性控制问题,提出了协同线控转向和线控制动系统的制动力优化分配控制策略.为了最大程度满足驾驶员的制动期望,采用二次规划方法初始分配剩余三轮制动力;为防止车辆因制动力重构产生横摆或跑偏,采用滑模控制方法设计前轮转向控制器;考虑前轮转向对轮胎纵向力的影响,建立基于魔术公式的轮胎侧向力数学模型,基于二次规划方法实时优化轮胎在侧偏纵滑工况下的制动力.联合Simulink和Carsim进行了仿真实验分析,结果显示车辆的横摆角速度快速收敛为0,侧向跑偏距离均小于0.1 m.结果验证了本文提出的制动力优化分配控制策略在不同的制动工况下均能提高单轮制动失效车辆的制动稳定性.     

基于制动意图识别的双轴四驱电动汽车制动控制策略研究

制动能量回收对增加纯电动汽车续驶里程具有重要作用,文章根据驾驶员制动操纵中制动踏板开度、制动踏板开度变化率的变化特点和特性,使用模糊推理工具搭建Simulink制动意图识别模型,将驾驶员制动意图分为小强度、中度、大强度以及紧急制动4种制动强度,并基于电机特性、理想制动力分配曲线以及欧洲经济委员会(Economic Co...     

电动汽车再生制动力动态协调控制算法研究

目前对电动汽车再生制动力的控制算法研究主要集中在制动力分配控制算法上,文章提出了一种制动力动态协调控制算法,利用前馈-反馈控制,控制目标是在模式切换过程中尽可能使机械制动系统和电机制动系统的力矩之和满足驾驶员的需求,减小车辆减速度的变化率,保证车辆制动时的平顺性。测试结果表明,所制定的控制策略可以满足驾驶员的需求,保证制动过程的平顺性。     

电动汽车再生制动过程制动踏板位移与制动意图及制动强度之间的关系研究

电动汽车可以通过再生制动提高动力电池的能量利用效率并延长续航里程;而电动汽车的再生制动效率依赖于其制动力的分配策略。在不同制动强度下,电动汽车再生制动过程制动力的分配比例应该不同,需要根据驾驶员踩踏制动踏板的位移进行制动意图和制动强度的识别。基于制动踏板位移对应的电压和电压变化率,设计了个模糊逻辑控制器,分别进行驾驶员制动意图和制动强度的识别。将驾驶员的制动意图分为缓慢制动、中等制动和紧急制动三种状态;并对三种状态下的制动强度变化进行准确的识别。搭建了由制动踏板、dSPACE半实物仿真平台和Control Desk调试界面组成的测试系统。对设计的模糊逻辑控制器进行了实验测试。测试结果显示,制动踏板位移对应的电压和电压变化率可以反映驾驶员的制动意图和制动强度,通过设计的模糊逻辑控制器可以识别出驾驶员的制动意图和对应的制动强度变化。因此,本系统可以用于电动汽车再生制动过程中进行制动强度的识别和基于制动强度的制动力分配,提高电动汽车的能量利用效率。     

电动汽车回馈制动与防抱死制动集成控制

为提高电动汽车制动能量回馈效率,同时保证车辆的制动稳定性,提出了集成能量回馈优化与防抱死控制的分层控制方法。控制系统首先根据驾驶员的制动操作意图以及实时识别的路面状况,依据理想制动力分配曲线在前后轮间进行滑移率分配,然后用滑动变结构控制对前后轮滑移率进行控制,并使用模糊调节器动态调节控制参数以减少滑模控制产生的抖振。仿真结果表明,在新欧洲驾驶循环工况下所提控制策略较并联制动控制多回馈约80%的能量,并可利用电机的快速响应特性对车轮进行精确的防抱死控制,在确保制动性能的同时兼顾回收能量和减少制动片磨损。     

电动汽车再生制动与液压制动防抱协调控制

为了保证电动汽车防抱制动过程的稳定性并充分利用电机控制精确、响应迅速的优势,提出一种基于路面附着的电动汽车再生制动与液压制动防抱协调控制策略。以分布式驱动电动汽车为研究对象,利用电机扭矩和轮缸制动液压压力可实时测量的优势,根据车辆动力学估计路面附着;针对高、中、低3种路面附着采用不同的再生制动与液压制动协调控制策略,并提出了再生制动退出过程中的协调机制。对该策略的仿真结果表明:该协调控制策略可以在制动过程中兼顾制动稳定性和能量回收效率,再生制动退出过程协调机制可以减小液压制动的压力波动,有利于提高车辆的制动稳定性和舒适性。     

电子液压制动系统耗能特性影响因素分析

针对车辆电子液压制动系统存在的能量消耗问题,建立了电子液压制动系统的能耗数学模型,在此模型的基础上分析系统参数和零部件结构参数对电子液压制动系统耗能特性的影响.结果表明减小系统最高工作压力和制动轮缸活塞直径有利于降低电子液压制动系统的耗电量,而系统最低工作压力和蓄能器有效排量的改变对电子液压制动系统的耗电量影响不大.增加蓄能器充气压力、减小蓄能器有效排量以及制动轮缸活塞直径有利于缩小蓄能器体积.      

基于高速开关阀控制的液压制动伺服系统研制

研制了一种基于高速开关阀对混合动力车辆传动实验台制动系统实施压力控制的系统.制动器制动性能取决于对制动目标压力的响应特性.分析了高速开关阀的开关特性和制动液压缸的压力变化特性,并针对高速开关阀的开启响应滞后和液压缸压力变化的的非线线的特点,设计了PI控制器.应用dSPACE公司开发的AutoBox快速控制原型系统编制了系统的控制算法和模型,并进行了实验,实验结果表明,液压制动伺服系统能够满足制动性能的要求.