4輪獨立驅(qū)動電動汽車防抱死制動系統(tǒng)的設(shè)計與驗證

4輪獨立驅(qū)動電動汽車防抱死制動系統(tǒng)的設(shè)計與驗證

4輪獨立驅(qū)動電動汽車已成為下一代汽車中最具前景的汽車。這種新的動力總成結(jié)構(gòu)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能駕駛，而且還給出了新的底盤結(jié)構(gòu)實施方案，有助于提高汽車的主動安全性和駕駛舒適性。這對于防抱死制動系統(tǒng)尤其重要，系統(tǒng)可以通過摩擦制動和電動機制動兩種方式改變車輪轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)防抱死制動系統(tǒng)功能，提高電動傳動效率。但在這種情況下，底盤結(jié)構(gòu)、半軸的扭轉(zhuǎn)動力特性會對防抱死制動系統(tǒng)發(fā)揮作用產(chǎn)生影響。本文針對該問題對防抱死制動系統(tǒng)的控制策略進行設(shè)計與驗證。

給出防抱死制動系統(tǒng)中控制器的一般結(jié)構(gòu)，通過駕駛操作信息、制動踏板行程計算需求轉(zhuǎn)矩。使用一個嵌入踏板的解耦電液伺服制動系統(tǒng)提供實時的踏板位置信號。給出滑移率參考值計算、反轉(zhuǎn)力矩控制，以及各種力矩混合的計算方法。最后給出防抱死制動系統(tǒng)的控制程序。

對所設(shè)計控制程序進行驗證的裝置基于dSPACE模塊化平臺，采用一輛四驅(qū)城市越野車。該車的動力總成由4個車載驅(qū)動電機、4個變速器以及4個安裝在驅(qū)動電機和車輪之間的半軸組成，摩擦制動力矩通過解耦電液伺服制動系統(tǒng)產(chǎn)生。下面是4種工況下的試驗。

（1）為研究不同恒定的滑移率參考值條件下系統(tǒng)的響應，在不激活滑動目標自適應的情況下，測試車速為60、90、120km/h，路面附著系數(shù)最大值為0.3、0.6、1，研究不同參數(shù)組合時的新型防抱死制動系統(tǒng)響應。

（2）在激活滑動目標自適應情況下，測試車速為120km/h，路面附著系數(shù)最大值為0.3、0.6、1時，研究新型防抱死制動系統(tǒng)的響應。

（3）在動力總成扭轉(zhuǎn)剛度分別為9000N·m/rad和21000N·m/rad，車速為120km/h，路面附著系數(shù)最大值分別為0.3和0.6時，對新型防抱死制動系統(tǒng)進行測試。

（4）對車輛控制單元發(fā)生故障進行測試。

測試結(jié)果表明，新設(shè)計的防抱死制動系統(tǒng)在工作過程中電機制動轉(zhuǎn)矩幾乎沒發(fā)生振蕩。即使在高附著系數(shù)路面上產(chǎn)生振蕩，最高頻率僅為1～3Hz、振蕩幅度微乎其微。在不激活滑動目標自適應的情況下，高附著系數(shù)路面下有無防抱死制動系統(tǒng)對制動距離幾乎沒影響，在其它路面附著系數(shù)下，制動距離可以減少5.4%～16.8%。在激活滑動目標自適應的情況下，制動操作1s后，滑移率可以被控制在參考值之內(nèi)。增加動力總成扭轉(zhuǎn)剛度可以提高防抱死制動系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。測試驗證了新設(shè)計系統(tǒng)的可用性，下一步將在實車上對該系統(tǒng)進行驗證。

ValentinIvanovetal.SAE 2014-01-9128.

編譯：王祥