汽车线控液压制动系统轮缸液压力估计算法研究

针对八阀结构的集成式线控液压制动系统液压控制单元(HCU)轮缸压力估计算法估计精度不足的问题,提出一种可替代压力传感器的轮缸液压力估计算法。首先基于伯努利原理提出了轮缸液压力估计算法,然后基于硬件在环台架测试分析液压调节单元的基本特性以及制动液的体积刚度(PV)特性,最后通过实车试验进行了验证。结果表明,所提出的轮缸压力估计算法在基础制动工况下的均方根误差在0.259 MPa以内,主动制动工况下均方根误差在0.374 MPa以内,与加装压力传感器的方案精度相当。

基于线控液压制动系统的制动踏板感研究

通过对One-box线控液压制动系统原理进行分析,开发了One-box线控液压制动系统踏板感的仿真软件,实现快速地对制动踏板感进行仿真,可缩短制动踏板感调校及标定周期,减少开发成本。以一款装配One-box线控液压制动系统的新能源轿车为例,进行制动踏板感的仿真和客观数据的测量。结果表明,仿真结果与测试结果的误差在5%以内。

基于PWM控制的线控液压制动系统模型辨识

线控液压制动系统在实际应用中多数是采用PWM信号对开关阀进行控制,所以建立变PWM信号作用下的液压模型具有实际应用意义。文中通过对线控液压制动系统关键液压零部件进行理论分析,得到了变占空比作用时的压力变化模型;再利用试验数据对系统模型进行参数辨识,通过开关电磁阀试验辨识得到节流指数和最大开度时的系统参数、不同PWM压力变化试验得到占空比与平均开度的关系,最后得到变占空比调节时的轮缸压力模型。经试验验证,该模型可以准确表达变占空比调节时的压力变化过程,实现轮缸压力的准确估计。

基于集成式线控液压制动系统的轮胎滑移率控制

传统的车辆制动系统很难以轮胎滑移率为直接控制目标,为了提高汽车的主动安全性能,对集成式线控液压制动系统(IEHB)的轮胎滑移率控制机理进行深入研究。在建立IEHB执行机构物理仿真模型与7自由度整车动力学模型的基础上,结合分层控制构架,利用滑移率与制动转矩构成的双闭环非线性控制方法,设计了基于IEHB系统的轮胎滑移率控制器;通过AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真平台,分别在高附着、低附着路面进行高速主动紧急制动仿真试验。结果表明:本文提出的控制方法可有效调控汽车轮胎滑移率。

基于集成式线控液压制动系统的车辆稳定性控制

为提高汽车在极限工况下的行驶稳定性,提出了一种基于集成式线控液压制动(IEHB)系统的车辆动力学稳定性控制策略。在多学科领域复杂系统建模仿真平台(AMESim)中建立了IEHB执行机构、15自由度非线性车辆动力学物理仿真模型;采用分层控制构架,运用线性比例控制与非线性补偿控制设计了横摆力矩控制层,设计了制动力矩分配层和执行层以保证被控车辆对参考模型层输出的跟踪品质。结果表明:相比于基于传统车身电子稳定性控制系统(ESC)的动力稳定性控制系统,横摆角速度峰值跟踪误差减少13.6%,收敛时间缩短1.3 s,侧倾角、侧偏角、侧向加速度等也均有明显改善,车辆行驶稳定性显著提高。因而,本控制方法能确保车辆在极限工况下快速、准确地跟踪参考模型输出。

集成式新型线控液压制动系统车轮防抱死控制

针对传统制动系统人机制动力相互耦合,且制动液压调节单元管路布置复杂等不足。提出了一种集成式新型线控液压制动系统,并设计匹配了符合该制动系统的液压调节单元。在此基础上,提出了双动力源分时定频控制和Ⅱ型四通道分时控制两种制动防抱死控制策略。通过建立制动系统及整车动力学模型,对两种典型工况进行仿真分析。结果表明,所提出的两种防抱死控制策略均可满足制动防抱死的功能需求。

重型车线控液压制动系统动力学分析与控制

针对重型车的主动安全性能问题,进行重型车制动过程线控液压制动系统的动态性能研究;分析了重型车线控液压制动系统的原理架构及工作模式,对系统的关键液压部件进行数学建模,在AMESim软件环境中建立了重型车线控液压制动系统的液压模型;设计了蓄能器压力保持控制策略及基于PID算法的轮缸压力跟随控制策略;将控制策略嵌入电子控制单元,研制了HBW试验台架;模拟典型制动工况,进行了重型车轮缸压力动态特性仿真及试验验证.结果表明所建立的液压模型准确,且重型车线控液压制动系统动态响应速度快,控制精度高.

线控液压制动系统高压蓄能器备份制动方案的研究

本文以“线控液压制动系统高压蓄能器备份制动方案的研究”为题,设计了一种液控式换向阀机构,能够利用高压蓄能器储存的高压来提升机械备份制动时的制动强度,解决了大吨位车辆在电子失效时,机械备份制动强度不足的问题,提高了车辆的安全性,为线控液压制动产品在大吨位车辆(3 ~ 9 吨)的普及应用提供了一套解决方案。

线控制动系统主缸液压力滑模控制鲁棒性分析

针对一种全解耦式线控液压制动系统制动主缸液压力控制过程中,易受系统参数不确定性和外界摄动量等因素的干扰,从而造成制动主缸液压力控制过程中出现振荡、爬行等问题,提出了一种综合考虑系统不利因素影响的主缸液压力全局快速滑模鲁棒控制算法。通过对制动主缸动力学模型的简化,建立了含有干扰项的主缸液压力控制参考模型,并在此基础上设计了鲁棒控制律和主缸液压力滑模控制器;此外,定义了Lyapunov函数对制动压力控制系统滑模到达时间、稳定性和收敛性进行分析。通过MATLAB/Simulink、AMESim联合仿真,对该线控制动主缸液压力控制策略进行验证和评价,结果表明所提出的液压力控制策略具有很好的鲁棒性和稳定性,并能精确跟踪期望压力,且响应迅速。

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。

线控液压制动系统轮缸压力变化特性

为了降低线控液压制动系统轮缸压力波动,采用稳态压力变化值表征轮缸压力变化率,研究了轮缸压力变化率在轮缸工作压力范围内的变化规律,推导了轮缸稳态压力变化值的计算公式,采用试验方法测得了系统稳态压力变化值随占空比与初始压力变化的脉谱图。计算结果表明:在升压过程中,轮缸压力变化率与初始压力的关系存在拐点,在拐点右侧,压力变化率随压力升高而降低,而在拐点左侧,压力变化率随压力升高而升高。不同占空比下轮缸压力变化率曲线的拐点对应的轮缸压力大体相同,此压力是活塞终止行程压力,在本系统中,此压力约为2.9MPa。在压力变化的全部范围内,压力变化率与占空比之间的关系近似呈线性。

基于鲁棒补偿RBF网络的IEHB系统液压力控制

随着车辆电动化与智能化的发展,集成式线控液压制动(IEHB)系统已成为制动系统的发展趋势。由于电动主缸的引入,导致IEHB系统进行压力调节时非线性特性增强,难以实现对轮缸液压力进行精确控制。为此,在对IEHB系统电动主缸非线性分析基础上,提出了一种可行的轮缸压力控制方案。通过采用非线性鲁棒补偿RBF网络的策略,对电动主缸进行控制,同时对液压调节单元关键部件采用开关控制,实现了IEHB系统的轮缸压力控制器设计。通过AMESim与Matlab/Simulink联合仿真平台,对该IEHB系统在不同工况下压力响应跟随闭环特性进行仿真验证。结果表明:所提出的轮缸压力控制策略与电动主缸采用PID控制策略相比展现出更好的追踪表现和鲁棒性。

基于辅助增压系数补偿的IEHB系统轮缸压力控制研究

为解决电动主缸引入导致线控液压制动系统响应迟滞、摩擦非线性及初始压差对压力控制产生不同影响的问题,通过对集成式线控液压制动(IEHB)系统电动主缸进行开环试验分析,提出一种压力控制策略。结合压力分段控制构架,采用基于辅助增压系数补偿的前馈及反馈PID方法对电动主缸进行调控,同时利用逻辑门限值的方法控制增压阀、减压阀及电动泵,实现了基于该IEHB系统的压力控制器设计。执行机构在环试验结果表明,该控制策略响应时间约为150 ms,并能较好地实现压力跟随控制。

汽车EHB系统控制策略研究

为了提高汽车线控液压制动系统的动态响应特性,在分析了线控液压制动系统工作原理的基础上建立其数学模型以及AMESim液压模型,提出了遗传算法优化PID控制策略和模糊自适应PID控制策略。基于AMESim与Matlab/Simulink软件搭建系统联合仿真研究平台,通过分析相同输入信号下实际制动轮缸压力曲线来研究线控液压制动系统在两种控制算法下的动态响应特性。结果表明遗传算法优化PID控制策略比模糊自适应PID控制策略下的系统响应时间少0.1s,前者更有助于提高线控液压制动系统的响应特性。

整体式EHB系统建模及安全机制研究

针对整体式线控液压制动(EHB)系统中电子电气系统的随机失效问题,提出基于故障诊断与容错策略的安全机制。在AMEsim中搭建包含电子控制单元ECU、踏板感觉模拟器单元、建压单元和液压控制单元的制动系统模型,仿真分析结果表明,该模型响应快、精度高,满足制动系统的要求并可以提供良好的踏板感觉曲线。针对踏板位移传感器失效,设计整体式EHB系统安全机制。基于模型得到踏板位移传感器的冗余仿真信号,设计踏板位移传感器失效的故障诊断与容错策略,在典型工况下进行踏板位移传感器失效仿真测试,结果表明,提出的故障诊断与容错策略可以对踏板位移传感器实现故障诊断,并通过容错输出正确踏板位移信号,且诊断时间快,有效地提高了整体式EHB系统的功能安全性。