车辆电液动力制动系统集成设计及仿真研究

来源 :变频技术应用 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Nathan_YM
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  摘 要:电液动力制动在工程车辆制动系统中是重要的发展方向。本文在建立电力动力制动系统的基础上实行相关研究,并建立系统模块的数学模型,采用MATLAB/Simulink建立相应的系统仿真模型实行仿真分析。
  关键词:车辆电液;动力制动系统;集成设计;仿真研究
  电液动力制动在最近几年为了符合更高安全需求产生的新型制动系统,我国在该部分的研究比较少且差距比较大。在研究工程车辆制动性能中,系统的集成设计更是少之又少,相关文献对液压系统建立了相应的模型并进行了分析,文章将动力学和液压系统为对象,对以上两者进行分析,研究电液动力制动系统的集成化。
  1、车辆电液动力制动系统的设计
  车辆电液动力制动系统内主要使用四种比例的减压阀,每个减压阀对车辆的制动压力实行单独控制,其设计的基本原理为,利用液压泵作用,把液压油泵入两蓄能器内,并提供前后轴两个回路向制动油液。踩下两电子踏板后,一种情况是要结合踏板转动角度,并且在转角传感器两个踏板处产生相应比例的模拟电压信号,电压信号被分别输入至2、3单元内,将电子控制单元中2、3转化成为电流信号。并且将两个电流信号分别在控制前后的轿车轮制动力中进行传送,按照一定的比例在加压阀的4和5上,电力在减压阀内的4、5中电磁线圈中产生与电流信号成比例的电磁力,推动动阀芯产生运动,在输出和控制信号形成中出现一定比例的制动压力,最终达到制动线控目的。【1】
  2、电液制动仿真系统
  以Simulink仿真为基础,实现四驱混合动力轿车的电液制动系统模型的仿真,液压制动系统的主要责任是机械化制动,电机的主要功能就是再生制动驱动,在驱动模式中,发动机与电机的作用是相互协同的,两者在协同工作中可以驱动车辆,且此时的液压制动系统的输出值为零,制动模式中的发动机处于非工作状态,电动机工作模式主要为再生制动模式,和液压制动系统之间产生的是协调作用,两者实现对车辆制动产生协同性效果,驱动系统中的零件和液压制动系统中零件,于Simulink存在一定关系。【2】
  轮缸压力调节模式内的液压调节器,针对电磁阀开关实施增压、保压、减压三种形式的缸内压力;上述三种压力变化率可以被分别的表示出来,轮缸增压下轮缸压力变化率为:
  液压制动系统Simulink仿真模型内有:轮缸压力调节装置和制动器模块。相关文献提到,且被本次实验所验证,得出建模结果具有可靠性。常规制动轮缸压力,防抱死制动轮缸压力控制模式,两者相互切换需要被Flag-antilock信号控制。
  3、离线仿真分析
  对已轻、中、重三种紧急制动工况,分析车速从100km/h到0km/h的过程。
  初始的SOC被设定为40%,车的质量是1550kg,路面附着系数等于0.8.
  3.1正常制动下的工况制动力矩分配
  制动器强度低于0.1的情况下,轮毂电机在制动的动力的分配中是合理的,不但可以对制动能量实现充分回收,还能避免对制动的安全性造成影响,制动强度逐渐大于0.1,制动力分配点同理想制动力两方面的分配曲线极为相似,且充分利用了轮毂电机制动力矩所回收的制动能量。【3】
  3.2轻度制动
  依据仿真结果,轮速和车轮之间保持吻合,车轮未出现打滑,在前56s,综合左、右轮毂电机、制动力矩需要被ISG电机提供,在56秒后,车速已经达到了比较低的值,电机将不再提供制动力矩,此时所有的制动力矩都是由液压制动系统所提供,液压的制动能够发挥良好的稳定停车作用。
  在制动强度比较低,车速比较高的情况下,完整的制动过程中,制动力矩主要被电机所提供,因而回收率会比较高。
  3.3中度制动
  依据仿真结果可知,轮速与车速是相互吻合的,在车轮不会出现打滑的情况下,电机制动力矩和液压动力矩的分配策略、作用都是相互协调的,34秒前,动力矩的主要提供者为电机和液压制动系统,在34秒后,电机将不再提供制动力矩,液压制动系统单独向动力矩使得车辆保持逐渐稳定,停止下来。
  提升制动强度,限制了电机制动力矩峰值,并保持其固定不变,电机的制动时间变短,制动过程的能力收回效率降低。
  3.4紧急制动
  紧急制动,为保证制动的高度安全,将不再实行制动能量的回收。滑移率被控制在0.2左右,不但对地面的附着系数实现了充分利用,同时有效避免了车轮抱死的情况。
  4、小结
  文章在实验中验证了仿真模型的正确性,各个回路的动态响应的仿真和实验分析的最终结果保持一致,帮助多回路电液动力制动系统的设计与应用提出方法依据。
  参考文献
  [1]蔡普,林慕义,赵方.多回路电液动力制动系统的仿真与试验[J].液压与气动,2014,11:18-23.
  [2]蔡普,林慕义,郑鑫,闻健.车辆电液动力制动系统的联合仿真与实验[J].系统仿真学报,2015,04:893-899.
  [3]赵治国,彭玉钢.四驱混合动力轿车串联式电液复合制动仿真[J].系统仿真学报,2012,02:448-455.
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