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新能源车再生制动系统制动踏板感觉研究

发布时间:2022/7/30 14:50:19   
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撮要:复活制动功效为新动力车型必备功效,可有用抬高新动力车辆续航历程。电操纵动助力器使用于新动力车辆可供给复活制开工况制动踏板力谐调功效,使得驾驶员所感想的踏板力跟保守真空助力器车型如同。复活制开工况踏板力弥补依赖于制动系统pV弧线,过程树立谐调式复活制动系统的物理模子,使用软件自进修算法,调换软件内部预设的驾驶员制动企图参数弧线与实车制动液量和压力弧线相般配。过程软件的实车标定与般配以及实车测试,结束讲明:采纳软件自进修的新动力谐调式复活制动系统,能够保证制动踏板感触在有制动能量回收和无制动能量回收时的一致性。0引言跟着油耗和排放日渐严酷的需求以及新动力车型的遍及,启动系统向低真空和无真空进展,电操纵动助力器代替保守真空制动助力器已成为制动系统进展紧要趋向,除了能够供给零真空制动助力,还能够实行复活制动踏板力调治以及积极制动等高档功效。踏板感触是驾驶员在通常驾驶中最为敏锐的,也是JDpower呼应寰球客户呼声权势调研机构中权重最高的一项。新式制动助力系统的使用,首先要供给平安牢固、优秀的制动踏板感触。跟着新动力车辆的推行使用,复活制动功效成为新动力汽车的关键技艺之一,而电操纵动助力器的踏板力调治功效使得复活制动能够到达0.3g延缓率。对于保守车辆的制动过程,车辆动能变化为制动器的热能。对于新动力车辆可过程完备发电功效的机电变化为电能,用来汇集保守车辆在制动和滑行过程中的能量损失,也称为复活制动回收,除改进燃油经济性外,也可拉长制动争持片的售后保护周期。由于复活制动为一个动态过程,复活制动过程中电操纵动助力器怎样供给安稳的踏板感成为务必要处置的关键题目。对于新动力车,复活制动回收能够分为滑行制动能量回收、叠加式制动能量回收以及谐调式制动能量回收,而谐调式复活制动延缓率能够到达0.3g,满意年CATC以及WLTC测试工况请求,成为复活制动技艺的紧要方位。对于复活制动,国表里已有关系钻研,张京明等[1]针对搀杂动力汽车的复活制动系统的处事旨趣,根据愿望的先后轮制动力分派弧线,基于比例操纵政策,正当分派争持制动和复活制动力,实行更多的复活制动能量回收。胡胜、黄妙华[2]树立了驾驶员制动企图朦胧辨认模子和基于遗传算法的制动力分派优化模子,过程系统仿真,能够有用抬高制动过程中的能量回收率。何莉萍等[3]思虑了制动能量回收时驾驶员的平安性,提议了基于朦胧神经网络操纵的汽车扶助复活制动系统,能够监控车辆与前车的相对间隔和相对速率,来调治前轮的复活制动力,抬高了复活制动过程中的车辆平安性。张雷等人[4]以散布式启动机电汽车为钻研目的,提议复活制动与液压迫动谐调操纵政策,以保证在电动汽车防抱死制动过程中的车辆安稳性。复活制开工况下的制动踏板感的谐调,是复活制动客观领会的关键次序。张建亮、赵锴锴[5]针对复活制动系统踏板感触摹拟器,过程AMESim软件仿真,获得了与保守制动系统一致的制动踏板感触。陈庆樟等[6]以保守液压迫动踏板感为目的,采纳轨迹跟踪操纵政策,树立了复活制动集成系统踏板操纵模子。侯付来[7]对复活制动与液压迫动的协同操纵政策和操纵安设举行了钻研,使用AMESim搭建复活制动系统模子,钻研影响制动踏板感触的关键要素。1谐调式复活制动模子1.1谐调式复活制动旨趣谐调式复活制开工况,需求车辆的制动系统和启动系统谐调处事来实行。如图1所示,以电操纵动助力器以及电子安稳操纵器ESC做为谐调式复活制动的系统处置计划,可实行0.3g延缓率的复活制动,满意95%以上的通常制开工况,消沉能耗,提拔车辆续航历程。电操纵动助力器过程软件标定,可实行制动踏板感触的调治,同时此电操纵动助力器采纳保守助力器雷同主缸,具备耦合的制动踏板以及明了的ABS路感。复活制动系统归纳思虑车辆安稳性状况均衡争持力矩和复活制动力矩,基于电操纵动助力器以及电子制动操纵单位实行谐调式复活制动,文中钻研复活制开工况电操纵动助力器制动踏板感触。图1谐调式复活制动系统处事旨趣谐调式复活制动系统主邀功效以下:(1)过程踏板路途传感器以及主缸压力记号判定驾驶员制动企图;(2)供给制动助力功效,使得驾驶员用较小的踏板力到达所需车辆延缓率,淘汰驾驶员疲钝、抬高驾驶安适性,其电操纵动助力器机电为制动助力动力源;(3)过程CAN总线分派复活制动力矩,过程制动液操纵在卡钳端形成的争持制动力。其复活制动力矩只可影响在启动轴端,复活制动力矩巨细跟车辆状况关系,好比电池电量、机电复活制动才能、车辆安稳性状况、驾驶员制动企图等。谐调制动能量回收系统仅在驾驶员踩下制动时处事,制动力由复活制动力和制动器争持制动力相叠加,使得其总和即是驾驶员的需求制动力。在谐调式复活制开工况下,驾驶员踩下制动踏板后,制动液贮存在ESC的低压蓄能器中,保证轮缸卡钳端不建压,以此机电的反向扭矩施加在轮端来供给车辆的对应延缓率。以一辆车速km/h车辆举行0.25g延缓率恒定制动为例,如图2所示,由于机电完备高速恒功率低速恒扭矩特征,高车速时复活制动才能不够,则制动延缓率由液压迫动和复活制动共通承当;跟着车速的消沉,机电复活制动才能加强,可集体由复活制动来承当制动延缓率,液压迫动淘汰,主缸压力减小;由于低车速启动系统散热需求,复活制动才能迟钝消沉到0,为了保证延缓率恒定,液压迫动需求举行呼应的弥补,液压迫动增大,主缸压力增大。在这个过程中由于复活制动为动态过程且及时变动,为了保证延缓率同即是驾驶员需求,液压及时举行调治,致使主缸压力为动态变动的过程。除了受启动系统复活制动才能的影响,主缸压力还会遭到车辆安稳性状况的影响、驾驶员制动企图的变动,从而需求凭借愿望的制动踏板感触弧线和践诺变动的主缸压力,举行软件调试,从而实行制动踏板力的均衡以及踏板力的安稳。图2复活制动特征弧线1.2谐调式复活制动踏板感触模子谐调式复活制动的使用,需求思虑驾驶员制动踏板感触的打算优化,即需求满意在无谐调式复活制动时和有谐调式复活制动时的制动踏板感触的一致性。电操纵动助力器物理模子如图3所示。图3电操纵动助力器物理模子由电操纵动助力器物理模子可知,驾驶员过程踏板推杆输入踏板力,机电助力通太小齿轮、大齿轮和滚珠丝杠机构将机电的转动活动变化为丝杠的直线活动鞭策阀体,同时驾驶员踩制动踏板影响在输入推杆的力能够鞭策反应盘,输入推杆和阀体共通将做使劲施加在反应盘上,鞭策主缸活塞挪动,实行制动压力的树立。踏板推杆与阀体的相对位移能够过程位移传感器探测,过程操纵踏板推杆与阀体的相对位移巨细,能够实行不同的机电制动助力比。在驾驶员踩下制动踏板时,踏板力和电操纵动助力器机电助力共通克复制动液压系统反力。凭借BFI目的请求,能够过程电操纵动助力器标定及时调换机电制动助力巨细,凭借力均衡旨趣,保证恒定踏板路途下驾驶员制动踏板输入力坚持固定。凭借牛顿力学定律以及电操纵动助力器的物理模子,过程受力解析,能够获得对应的电操纵动助力的力学均衡方程以下:式中:Fpedal为驾驶员影响在踏板上的力;Fboost是过程机电影响的助力;Fspring是回位弹簧的做使劲;Fhydraulic是主缸的液压反做使劲。由电操纵动助力的力学均衡方程可知,对于选定的电操纵动助力器,过程调治机电的助力巨细,能够实行不同的制动踏板感,以及实行复活制开工况踏板力的调治。2基于谐调式复活制动踏板感触调治由谐调式复活制动的处事旨趣以及电操纵动助力的力学均衡方程可知,在制动能量回收的工况下,由于ESC将轮缸液量贮存入低压蓄能器,电操纵动助力器主缸的液压反做使劲Fhydraulic将降落,需及时操纵踏板推杆与阀体的相对位移巨细,以均衡驾驶员制动踏板力,保证制动能量回收时优秀的踏板感触一致性。制动踏板感触依赖于制动系统p-V弧线,此中p为制动系统压力,V为制动液流量,如图4所示,p-V弧线能够变化为推杆路途压力弧线s-p弧线,如图5所示,此中s为输入推杆路途,p为制动系统压力,以s-p弧线做为操纵目的。复活制开工况过程中,凭借s-p弧线谋略肯定推杆路途下虚构的主缸压力。以输入推杆路途s=a为例解释,即驾驶员企图的主缸压力SPD(SPDemand)=pa0,从而获得整车所需的总的制动力矩。以复活制动力矩能够换算为pa2,那末本质液压则对应于pa0-pa2,此部份液压由ESC举行调治操纵。当车辆制动踏板感触BFI弧线设定以后,如图6,BFI弧线包括了3组关联:踏板路途-延缓率弧线,踏板力-延缓率弧线,踏板力-踏板路途弧线;肯定的制动系统,踏板路途-踏板延缓率凭借s-p弧线为肯定的关联,那末踏板力是可调参数,设定了一组BFI1踏板力-踏板延缓率弧线以后,那末踏板力和踏板路途关联则肯定;过程调治不同延缓率下对应的踏板力,能够获得不同的踏板力和踏板路途关联,如图6中BFI2所示。图4压力流量p-V弧线图5推杆路途压力s-p弧线图6制动踏板感触BFI调治关联表示以驾驶员的踏板推杆路途为输入,基于PID操纵的制动助力操纵,实行制动踏板感操纵,详细的谐调式复活制动制动踏板感操纵算法如图7所示。图7谐调式复活制动制动踏板感操纵算法由于本质的制动系统不同车辆之间p-V弧线一致性存在肯定带宽,而且统一辆车不同工况好比温度不同,高速低速转弯工况,卡钳Cp值变动致使变换的不同推杆路途对应的主缸压力变动。由于复活制开工况,其争持制动液压力谋略起原于s-p弧线,为了保证有复活制动和无复活制动BFI线性度和一致性,需求猎取目下车辆正确的s-p弧线。为了猎取正确的s-p弧线,需求在低车速纯争持制开工况下,凭借主缸压力传感器获得的主缸压力pMC_actual以及推杆路途传感器猎取的推杆路途sactual举行迭代谋略进修,获得SPD进修系数。操纵算法中,SPD进修是凭借不同车辆的本质制动系统建压才能巨细,不休地将软件内部预设的液量与压力的关系弧线举行自进修,以凑近本质车辆的液量与压力的弧线,详细进修过程如图8所示。图8SPD进修过程ESC在探测到本质车辆的踏板路途与压力的关联弧线与软件内预设的弧线不一致时,会在纯液压迫开工况下,采用3个不同推杆路途对应的点,过程以下算法将踏板路途压力弧线不休往实车弧线凑近,每个点采用40个pMC_actualy压力值的均匀值举行迭代。式中:α为SPD进修系数。3实验测试结束过程SPD自进修的算法使用以及实车的般配与测试,获得车辆在不同挡位下的制动踏板感参数,由于N挡启动系统是割断状况,启动机电没法做机电制动,是以N挡能够摹拟无制动能量回竣工况下的制动踏板感,而D挡为启动挡,能够获得制动能量回竣工况下的制动踏板感。测试在车辆有制动能量回收和无制动能量回收下的制动踏板感,获得制动踏板感的对好比图9—图11所示,比拟未优化前制动踏板感触线性度以及一致性显然抬高。图9D挡和N挡下踏板路途和踏板力的关联图10D挡和N挡下踏板力和车辆延缓率的关联图11D挡和N挡下踏板路途和车辆延缓率的关联4论断以新动力车谐调式复活制动系统的制动踏板感为钻研目的,针对谐调式复活制动系统踏板感调治难的题目,提议基于软件SPD自进修的算法,举行复活制开工况下的制动踏板感调治。使用基于电操纵动助力器和ESC的谐调式复活制动系统计划,过程对电操纵动助力器操纵政策的钻研,并过程实车测实考证,获得在有能量回收和能干量回收的工况下制动踏板感触一致性较好的论断。

做家:朱玙熹,崔海峰,马加奇

泛亚汽车技艺核心

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