纯电动汽车电动助力制动系统开发研究

电动助力制动系统与底盘技术紧密结合,可较好地确保汽车行驶性能。该文介绍电动助力制动系统的组成及工作原理,分析电动助力制动功能设定逻辑,探讨电动助力制动系统踏板感标定方法,从而更好地促进纯电动汽车电动助力制动系统的开发。

汽车电动助力制动系统摩擦建模与补偿控制

汽车电动助力制动系统是典型的机电伺服系统,摩擦作为机电系统中普遍存在的非线性效应,是影响电动助力制动系统控制质量的主要因素。本文中建立了LuGre摩擦模型来表征系统的摩擦特性,并采用遗传算法进行摩擦模型的参数辨识,并通过台架试验进行了验证。最后,将摩擦模型应用到电动助力制动系统的补偿控制中,实车试验结果验证了电动助力制动系统控制的有效性。

一种电动助力制动系统的主动制动分层控制算法

提出了一种主动制动分层控制算法,以满足汽车对统一电动助力主动制动的需要。该方法分上、中、下3层控制。上层控制用前馈加反馈的纵向减速度闭环控制方法,将车辆的目标减速度转化为目标压力;中层控制以制动系统的压力—电流模型为前馈,以基于目标压力分段的比例积分微分(PID)控制为反馈,将目标压力转化为电动助力器助力电机的目标电流;下层控制通过对电机输入电压的脉冲宽度调制(PWM),实现对电机目标电流的准确跟随。结果表明:在测试中,该算法的主动减速度控制的最大误差为±0.3 m/s2,减速度的响应时间小于300 ms。因而,该算法满足了汽车统一主动制动的需要。

基于RBF网络滑模的电动助力制动系统液压力控制

针对汽车电动助力制动系统(Electro-booster,EBooster)的液压力控制中液压负载的非线性和不一致性问题,提出一种基于径向基函数(Radial based function,RBF)神经网络的滑模变结构控制方法。设计EBooster系统压力控制架构,建立液压制动系统等效结构简化模型,据此设计基于RBF网络滑模变结构的液压力控制方法,通过设计RBF网络的自适应律来实现系统滑模控制参数的自适应调整,并利用李雅普诺夫函数方法分析算法的稳定性。最后搭建电动助力制动系统的快速原型试验平台来验证算法的有效性。试验结果表明,采用RBF神经网络滑模变结构的控制策略对电动助力制动系统液压力的控制误差在2%以内,具有良好的控制效果。研究成果为EBooster系统的压力控制提出一种具有良好自适应性的算法设计思路。

电动助力制动系统研究进展综述

汽车制动系统在汽车安全性上具有重要的作用，本文重点介绍在传统助力系统基础上演变出的电动助力制动系统，分析了电动助力系统国内外的研究现状，展望了该系统面临的挑战和将来的发展趋势，为汽车制动系统设计提供依据。

电动制动助力系统摩擦补偿模型及其控制方法研究

非线性摩擦力是影响电动制动助力(Electric brakebooster,EBB)系统位置跟踪精度的重要因素之一。针对标准Pol-Ind模型存在摩擦状态切换不连续问题,提出一种摩擦状态连续平滑过渡的近似Pol-Ind(SPol-Ind)模型。研究基于SPol-Ind模型的EBB系统的非线性摩擦特性。为抑制扰动对控制精度的影响,提出由速度补偿、惯性补偿和SPol-Ind模型摩擦补偿构成的前馈补偿控制策略,分别以正弦和三角波信号作为系统输入信号,实现EBB系统的位置跟踪和速度跟踪控制。与常规PID控制相比,前馈补偿控制下系统对正弦和三角波信号的位置跟踪误差都明显减小,速度跟踪时的上升时间也明显缩短,表明前馈补偿控制下的系统比常规PID控制具有更高的位置跟踪精度和更快的响应速度。分析基于前馈补偿控制的EBB系统的位置跟踪精度和响应能力,进行EBB系统在环(Hardware-in-the-loop,HiL)试验,试验结果表明,系统位置跟踪误差和速度上升时间的最大值约为0.18 mm和0.028 s,与仿真结果吻合,验证了前馈补偿控制下EBB系统控制策略的有效性。

分布式驱动电动汽车回馈制动失效的液压补偿控制

分布式驱动电动汽车各驱动轮转速和转矩可以单独精确控制,便于实现整车动力学控制和制动能量回馈,从而提升车辆的主动安全性和行驶经济性。但车辆在回馈制动过程中,一旦1台电机突发故障,其他电机产生的制动力矩将对整车形成附加横摆力矩,从而造成车辆失稳,此时虽可通过截断异侧对应电机制动力矩输出来保证行驶方向,但会使车辆制动力大幅衰减或丧失,同样不利于行车安全。为了解决此问题,提出并验证一种基于电动助力液压制动系统的制动压力补偿控制方法,力图有效保证整车制动安全性。以轮毂电机驱动汽车为例,首先建立了整车动力学模型以及轮毂电机模型,通过仿真验证了回馈制动失效的整车失稳特性以及电机转矩截断控制的不足;然后,建立了电动助力液压制动系统模型,并通过原理样机的台架试验验证了模型的准确性;接着,基于滑模控制算法设计了制动压力补偿控制器,并在单侧电机再生制动失效后的转矩截断控制基础上完成了液压制动补偿控制效果仿真验证;最后,通过实车试验证明了所提控制方法的有效性和实用性。研究结果表明:在分布式驱动电动汽车单侧电机再生制动失效工况下,通过异侧电机转矩截断控制和制动系统的液压主动补偿,能够使车辆快速恢复稳定行驶并满足制动强度需求。