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半解耦式线控制动系统制动力控制研究

半解耦式线控制动系统制动力控制研究

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作者：裴宇轩湖南大学

学位级别：硕士

智能新能源汽车成为全球汽车行业竞相角逐的战略高地,底盘线控制动执行系统是其核心部件,我国长期面临国外核心技术封锁与垄断,制约汽车产业自主可控与可持续发展。当前,线控制动关键技术难题主要集中在制动力控制,包括主动制动力控制... 详细信息

智能新能源汽车成为全球汽车行业竞相角逐的战略高地,底盘线控制动执行系统是其核心部件,我国长期面临国外核心技术封锁与垄断,制约汽车产业自主可控与可持续发展。当前,线控制动关键技术难题主要集中在制动力控制,包括主动制动力控制和制动能量回收过程中的制动力控制,为此,本文围绕半解耦式线控制动系统,进行制动力控制策略研究。首先,对线控制动系统及关键部件进行数学建模和台架试验。采用e Booster(电动制动助力器)+ESC(Electronic Stability Controller,电子稳定控制系统)的Twobox半解耦式线控制动系统,介绍Twobox组成原理和主要部件,对e Booster和ESC两大模块及主要部件建立AMESim与Simulink联合仿真模型,并进行台架试验,验证了模型的准确性。其次,研究基于摩擦补偿的主缸压力估算与控制。分析了影响线控效果的因素:非线性摩擦会降低制动系统的控制精度,主缸压力反馈信号存在因传感器或线路故障而丢失的风险从而导致制动不受控的后果,电机控制效果直接影响制动响应时长。为此,建立Lu Gre摩擦模型定量分析摩擦现象,设计基于无迹卡尔曼滤波的主缸压力观测器、与主缸压力传感器形成信号冗余,对电机进行电流矢量控制、加入弱磁控制器以提升电机转速。进而,设计级联式自适应Backstepping滑模控制器,跟随目标压力,应对非线性、干扰和不确定因素,提升控制器鲁棒性。然后,研究电动制动助力器助力控制策略,进行台架试验。分析真空助力器工作特性,得到各工作阶段反馈盘的主副面位移状态。以输入推杆与反馈盘副面的相对位移为被控制量,设计了助力曲线。进行了台架实验,得到了与真空助力器一致的效果,验证了助力控制策略的有效性。最后,研究协同式制动能量回收过程中制动力协调控制策略。建立车辆纵向动力学模型,制定制动能量回收过程中的制动力分配策略,针对制动过程中液压制动力和再生制动力的三种情况,研究e Booster和ESC的动作逻辑。在三种制动强度下进行仿真实验,验证了控制策略的有效性。

关键词：半解耦式线控制动系统制动力控制压力观测制动助力协同式制动能量回收

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