实时汽车电子辅助制动控制系统的关键技术研究与实现

目前,随着科技水平的不断提高和社会生活水平的不断完善,汽车已经被大多数人使用,根据人们需求的不断提高,汽车在技术方面也做出了一系列的更新和完善。电子辅助制动控制系统是目前汽车上应用最为广泛的汽车制动系统,并且在现代化进程中起着越来越重要的作用。随着我国电子技术的飞速发展,汽车点子辅助制动系统朝着智能化、数字化的方向发展,由驾驶员对车辆进行操作控制,达到对各种情况下的汽车状态进行电子制动控制。现在,汽车技术的发展越来越趋于完善,给驾驶员带来了很多乐趣,不仅提高了驾驶的安全性,而且显示了驾驶者身份地位的尊重以及驾驶的乐趣。下文是针对汽车电子制动辅助控制系统技术进行的研究的具体内容。

汽车电子机械制动系统的ABS自抗扰控制

为解决传统车辆液压制动系统响应滞后、ABS存在滑移率非线性等问题,设计了一种“行星齿轮减速机构+滚珠丝杠+活塞”的电子机械制动执行器方案,提出一种基于滑移率的ABS自抗扰控制策略,使电子机械制动系统能够快速、准确地调节各个车轮的制动力,有效满足ABS的要求。运用Matlab/Simulink验证执行器的响应性能,分别在2种路面工况下进行ABS制动过程的仿真。研究结果表明:自抗扰控制对于系统内外部扰动具有较强的鲁棒性,能保证车辆的前、后轮滑移率更快稳定在目标滑移率处,有效减少了车辆的制动时间与制动距离。

考虑多维非线性扰动的电子助力制动系统自适应压力控制

针对电子助力制动系统(EBBS)面临的机-电-液多维非线性扰动问题,提出了一种自适应压力控制策略。外层液压控制器引入自适应径向基函数神经网络和鲁棒滑模理论克服液压时变不确定性,中间层位置控制器采用Karnopp摩擦前馈补偿和滑模控制应对传动机构非线性摩擦阻碍,内层电流控制器通过李雅普诺夫理论解决电机电磁特性耦合问题。仿真和硬件在环试验结果表明,设计的压力控制策略能够在多种工况中将EBBS主动制动稳态压力跟随误差维持在0.15MPa之内。

集成式电子液压线控制动系统建模与仿真

为了解决线控制动系统模型复杂、仿真困难等问题,文章针对一款常见的集成式电子液压线控制动(integrated electronic hydraulic brake,I-EHB)系统,推导其数学模型并进行仿真分析;在MATLAB/Simulink中搭建线控制动系统的仿真模型,设计比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)制动控制器,实现对集成式电子液压线控制动系统的压力控制。仿真结果表明:该线控制动系统在PID控制器作用下实际输出压力值能够较好地跟随理想压力值,可以提供较好的制动效果。该文的研究对于线控底盘的开发具有积极推动作用。

有轨电车电子机械制动系统夹紧力控制优化方法

针对有轨电车电子机械制动(EMB)系统,提出一种夹紧力控制优化方法。首先建立EMB系统的数学模型,依据其物理结构及刚度非线性特性,将控制器设计为夹紧力控制层与转速控制两级控制结构。针对夹紧力控制层,仅考虑间隙消除与夹紧力的跟踪控制,采用速度曲线规划与夹紧力非线性PI控制相结合,以在期望时间内实现制动间隙快速消除;针对控制层,将系统中存在不确定扰动等效于综合干扰项,提出一种自适应增益超螺旋算法(AGSTA),提高了电机控制层对未知干扰的鲁棒性及速度跟踪的快速性,减小转速超调,使EMB系统的夹紧力保持一致。仿真及实验结果表明,所提出的夹紧力控制优化方法能够有效地改善系统的控制性能。

基于模糊逻辑的电子液压制动系统防抱死控制

随着汽车技术不断发展,电子液压制动系统(EHBS)在汽车制动系统中的应用越来越广泛,但在急刹车时,由于车轮与路面之间的摩擦力过大,很易导致车轮抱死,从而影响制动效果和驾驶安全性。为解决这一问题,文章基于模糊逻辑控制方法,提出一种电子液压制动系统的防抱死控制策略。文章通过分析车辆制动过程中的物理特性,建立电子液压制动系统的数学模型。然后,根据车辆的实时制动状态和路面摩擦系数等信息,设计一套模糊逻辑控制器。为验证所提出的防抱死控制策略的有效性,进行一系列的仿真实验。结果表明,所设计的模糊逻辑控制器在不同驾驶条件下实现良好的防抱死效果,且具有较高的稳定性和鲁棒性。此外,与传统PID控制方法相比,基于模糊逻辑的防抱死控制策略在制动性能和驾驶安全性方面具有更好的表现。

基于质量控制方法的电子驻车制动系统开关开裂的问题研究

电子驻车制动系统开关外壳一般通过注塑成型制得,是电子驻车制动系统的触发接口。针对某车型售后开关开裂问题,通过采用质量控制方法探究开关外壳开裂的原因,对各个末端因素进行了逐个确认,最终明确失效的直接原因是退火的工序执行不到位,并据此制定了改进策略,从而有效改善了开关外壳质量,为类似塑料制品开裂问题提供了参考。

基于模糊推理的线控制动系统意图识别研究

为提高线控制动系统制动意图识别的精准度,同时使其具备更强的制动场景适应能力,设计了一种基于模糊推理算法,由车辆挡位、轮胎转角、制动踏板开度及制动踏板速度作为特征参量,对驾驶员制动意图与车辆行驶场景进行实时推理的制动意图识别策略,并基于各场景下车辆的实际制动需求对线控制动系统管路期望压力数值及其动态特性进行了匹配。该策略采用基于永磁同步电机FOC控制算法的PID闭环压力控制策略对模糊推理模型在不同制动意图与制动场景下所分配期望压力进行实时跟踪的形式,实现了由期望压力到系统管路实际压力的精准转化,成功将不同场景下为期望压力所匹配的压力变化动态特性赋予了管路实际压力,实现了不同场景下线控制动系统实际压力动态特性的差异化控制。最终基于所制定的整体控制策略分别在AMEsim与Simulink内搭建了机械液压模型及控制算法模型并对其进行了制动意图识别与制动压力跟踪联合仿真,从而验证了该策略的有效性与实用性。

基于EPB与电机控制的电动汽车坡道辅助系统

提出一种基于电子驻车制动系统与电机转矩控制的电动汽车坡道辅助系统,当检测到车辆有溜坡趋势时,通过预加载转矩、比例积分调节,使车辆快速、平稳地停在坡道上,确保车辆的安全性。

基于电子真空助力器的汽车驾驶辅助系统制动压力控制

针对电子真空助力器实现制动压力主动调节功能时存在参数时变的问题,基于一种参考模型自适应控制理论对其控制算法进行设计,并应用李亚普诺夫理论证明了该控制系统的稳定性。同时,设置制动压力变化率阈值作为紧急制动辅助(EBA)功能的启动条件以降低系统成本。试验结果表明,所设计的压力调节功能控制算法可有效地减小系统参数时变造成的干扰;EBA功能能够对驾驶员的紧急制动意图进行准确判断,有效缩短制动距离。

基于SimulationX的电子驻车制动系统仿真与分析

电子驻车制动系统(EPB)是车辆驻车制动系统的发展方向,属于线控制动的一种。采用SimulationX对汽车电子驻车制动系统进行仿真分析,根据EPB系统机械部分的构造和工作原理,搭建了减速机构、传动机构、活塞顶出机构的仿真模型,并对Simula⁃tionX与Matlab/Simulink的联合仿真进行了探索,在Matlab/Simulink中搭建控制模型,结合这2款软件的优势,完成了EPB系统的仿真模型。对EPB系统夹紧释放的过程进行仿真分析,并与用纯数学理论搭建的仿真模型夹紧力结果对比。结果表明:利用Simula⁃tionX搭建的物理模型是真实可靠的,且符合EPB系统的设计要求。与纯数学理论模型相比,基于SimulationX的物理建模更加简单,有助于提高建模仿真效率,并为线控制动系统产品的开发尤其是虚拟平台的搭建提供了重要的技术支撑。

电子液压线控制动压力控制开发

为了克服电子液压线控制动系统(EHB)死区、摩擦及系统不确定性对压力控制的响应和精度的影响,文章提出一种新的闭环-前馈相结合的压力控制策略。该策略首先建立电子液压线控制动系统的动力学模型,并分析压力与活塞位移和速度相互关系,根据试验台架获取主缸压力与活塞位移的关系曲线;同时提出以压力-速度-电流为主的主控制回路,并以主缸活塞位置为辅助量的压力补偿控制策略;最后在斜坡和正弦工况下进行测试,结果表明该方法能够保证压力跟踪的快速响应和稳态跟踪性能。

我国汽车制动电子控制辅助系统性能检测的不足及完善措施

阐述了ABS、EBD、EBA等汽车制动电子控制辅助系统的功能和作用原理,重点分析我国现行制动法规中规定的对ABS、EBD、EBA等汽车制动电子控制辅助系统的性能检测方法及其弊端,指出制动法规在ABS、EBD、EBA等性能检测方法和要求方面的不足,进一步提出了相应的完善措施。

基于串级滑模控制的电子液压制动系统控制

电子液压制动系统(Electro-hydraulic brake system,EHB)作为一种高度紧凑的机电液复合系统,其液压力控制存在摩擦等非线性因素影响,具有响应迟滞、不易控制、控制精度低的问题。针对该问题,本文提出了压力、位移双控制量的串级滑模控制算法。为验证算法的有效性与适应性,搭建试验台架,进行硬件在环试验。在不同幅值阶跃信工况、不同频率正弦工况及随机踏板信号工况下进行试验研究。试验结果表明,采用串级滑模控制算法,系统控制精度高、响应速度快,具备很好的工况适应性。

基于自动控制系统的汽车电子技术研究

随着科技的迅猛发展,汽车电子技术以惊人的发展速度改变着汽车的驾驶方式、性能和安全性,成为推动变革的关键力量。基于此,介绍自动控制系统与汽车电子技术,阐述自动控制系统在汽车中的应用,采用模拟仿真和实际测试相结合的方法全面评估自动控制系统的性能,并对汽车的发展趋势进行展望,展现自动控制系统对汽车产业的深远影响。

电子液压制动系统液压力控制发展现状综述

回顾电子液压制动系统液压力控制问题。电子液压制动系统(Electro-hydraulic brake system,EHB)是汽车制动系统的一个重要发展方向。主要特征是采用电子元器件替代传统制动系统中的部分机械零部件,保留了原有成熟可靠的液压部分,具有结构紧凑、响应快速、易于实现再生制动、制动力可精确控制等突出优点,容易实现多种主动安全控制功能。在剖析电子液压制动系统组成架构的基础上归纳出电子液压制动系统的液压力控制架构,以控制变量和控制算法为突破口,从主缸液压力控制和轮缸液压力控制这两个层面分别对国内外的研究进展进行综述,对能够应用于电子液压制动系统上的电磁阀特性进行分析,对其控制方式进行研究,提出对于电子液压制动系统液压力控制的发展展望。汽车的电动化和智能化对液压力控制算法的控制精度、适应性和鲁棒性要求进一步提高。液压力控制算法对整车的制动舒适性和操纵稳定性影响也有待进一步讨论。

基于Byrnes-Isidori标准型的集成式电子液压制动系统液压力控制

面向汽车制动系统需求,提出一种新型线控制动系统——集成式电子液压制动系统(Integrated-electro-hydraulic brake system,I-EHB),由电动机、滚珠丝杠副、次级主缸、踏板模拟器、踏板位移传感器和液压力传感器等部件组成。I-EHB液压力控制中系统存在摩擦等非线性因素的影响,造成时滞效应,控制精度低。针对该问题,将系统模型简化,采用Byrnes-Isidori标准型方法对系统进行分析,针对性地设计合理有效的控制算法对系统进行液压力控制,采用基于前馈-反馈控制和摩擦补偿的液压力控制算法。搭建试验平台,进行硬件在环台架试验,分别在不同幅值目标阶跃工况、不同频率的三角波和正弦工况以及梯形阶跃增减压工况下进行试验研究,以验证该控制算法在各种工况下的适应性。试验结果表明,采用该方法后系统响应速度快、控制精度高,系统性能得到明显改善。

集成式电子驻车系统起步辅助控制策略研究

为了减小汽车起步时对驾驶员驾驶技术的要求和驾驶员误操作造成的驻车制动系统寿命的缩短,在集成式电子驻车制动系统的基础上研究汽车起步时的辅助控制。通过对车辆起步受力工况的详细分析,归纳了车辆起步的工况,同时详细计算得出车辆起步时的阻力,为控制策略的研究提供基础。对集成式EPB系统的结构和工作特点进行研究,分析实现车辆起步控制的可行性。通过实车试验,验证了集成式电子驻车系统起步控制策略的正确性,实现了起步时的辅助控制,解决了车辆起步时对驾驶员技术的依赖,提高了驻车制动系统的寿命。

基于颤振补偿的电子液压制动系统液压力优化控制

集成式电子液压制动系统满足了车辆智能化和电动化的发展需求,已经成为制动系统的发展趋势。针对集成式电子液压制动系统液压力控制中摩擦力给系统带来的振荡和低速爬行现象,采用颤振补偿方法对系统进行液压力控制。试验表明,叠加颤振信号后的系统控制精度高,系统性能得到改善。在跟踪正弦信号时,相对于无颤振补偿的系统其误差方均根减小了79.7%。针对颤振补偿,基于试验分析,对比不同的颤振补偿信号的响应,从而优化了低频和高频液压力控制工况下叠加的颤振信号。试验证明,颤振补偿能够减轻集成式电子液压制动系统液压力控制中摩擦力所带来的振荡和低速爬行现象。此外,经过优化的颤振信号能够进一步地提高系统的液压力控制品质。

基于滑移率的汽车电子机械制动系统的模糊控制

电子机械制动系统在具有动力性能好、制动反应快、制动更加精确等优点的同时,也存在着传感器较多、控制复杂、故障风险高的问题。针对该问题,依据电子机械制动系统控制的核心——电动机的控制,以及车辆制动时的重要控制目标之一——实现汽车最佳滑移率,提出基于滑移率的电子机械制动系统的模糊控制策略。该策略不需要制动夹紧力传感器的反馈信号,在制动间隙消除阶段,通过检测电动机电流突变,判断电动机是否堵转。在制动间隙消除后,将得到的滑移率送入模糊控制器,产生脉冲宽度调制信号,控制电动机电磁转矩,得到最佳滑移率,使地面与车轮之间的附着力维持在最大值附近。整个制动过程中不再考虑对制动器执行机构夹紧力的精确控制,将控制器、电动机、执行器组成一个闭环系统。在Simulink中搭建的仿真平台证明了基于滑移率的电子机械制动系统的模糊控制策略具有良好的可行性,为进一步研究打下基础。