汽車電子機(jī)械制動系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展探討(編輯修改稿)
2025-04-04 06:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 試標(biāo)準(zhǔn),研究了電子控制單元的開發(fā)、執(zhí)行器建模、制動力控制、制動間隙管理、ABS功能實現(xiàn)等問題[20]。達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)的RalfSchwarz團(tuán)隊提出了一種電子機(jī)械制動的力轉(zhuǎn)速電流三閉環(huán)串聯(lián)PI控制方法,該方法基于制動力傳感器搭建閉環(huán)反饋控制模型,將電流控制回路、電機(jī)轉(zhuǎn)速控制回路以及制動力控制回路進(jìn)行串聯(lián),系統(tǒng)的響應(yīng)速度得到提高[21]。對于閉環(huán)反饋控制優(yōu)化方面,墨爾本大學(xué)的ChrisLine團(tuán)隊在三閉環(huán)PI反饋控制的基礎(chǔ)上對控制體系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),加入增益調(diào)度、摩擦補(bǔ)償和反饋線性技術(shù),實現(xiàn)了模型預(yù)測控制,優(yōu)化了制動器飽和、負(fù)載相關(guān)摩擦和非線性剛度對制動性能的影響,更好地利用了電機(jī)轉(zhuǎn)矩[22]。由于壓力傳感器成本高、安裝困難且在高溫狀態(tài)下精度很低,因此在閉環(huán)反饋控制中摩擦力和夾緊力的估算方法十分重要。SCHWARZ團(tuán)隊利用電機(jī)角位移與夾緊力的關(guān)系提出了夾緊力估計方法。此外,還考慮了補(bǔ)償方法,以調(diào)整因磨損而產(chǎn)生的摩擦片厚度的變化,該方法是利用了夾緊和釋放過程中的平均扭矩,不需要考慮摩擦力[23]。HOSEINNEZHAD團(tuán)隊提出了另一種利用電機(jī)角位移與夾緊力在頻域關(guān)系的方法。該方法可用于要求具有快速響應(yīng)特性的系統(tǒng),如防抱死制動系統(tǒng)(ABS)[24]。但以上兩種方法均不考慮齒輪的齒隙,因此存在一定的誤差。針對上面夾緊力估算方法所存在的問題,KI團(tuán)隊提出了一種基于電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的夾緊力估計算法,該算法將制動時夾緊和松開動作的遲滯特性考慮了進(jìn)去使得算法的精度更高[25]。JO團(tuán)隊利針對行星齒輪減速器摩擦特性提出了一種新的制動力估計算法,提高了反饋控制中夾緊力估算的準(zhǔn)確度提高了控制精度[26]。PARK和CHOI基于一種具有自適應(yīng)律的自適應(yīng)滑模控制方法來減小摩擦力矩模型的誤差,是一種通過精細(xì)的曲線擬合對制動器制動力進(jìn)行估計的算法[27]。對于以上提到的閉環(huán)控制主要是通過增加封閉環(huán)的數(shù)量,并將多個調(diào)節(jié)器串聯(lián)起來提高控制的精度,各閉環(huán)大多采用PID控制算法。但是PID算法具有一定的局限性,當(dāng)系統(tǒng)工況變化時,單一的PID控制方法無法保證系統(tǒng)控制精度。此時需要加入其他控制方法對PID控制進(jìn)行整定。吉林大學(xué)的楊坤等人進(jìn)行了基于EMB的EBD/EBS控制系統(tǒng)的研究,為實現(xiàn)ABS功能采用了模糊PID控制,通過模糊控制器得到比例、積分、微分參數(shù)實現(xiàn)不同工況下的控制要求[28]。吉林大學(xué)的唐亮,選定以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定PI作為EMB的控制方式實現(xiàn)ABS功能,主要是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力完成對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加權(quán)系數(shù)調(diào)整,利用不斷優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對PI控制器參數(shù)的整定[29]。韓國的KIM等2021年在EMB系統(tǒng)中應(yīng)用了仿生控制策略,以基于PI的級聯(lián)控制作為基準(zhǔn)應(yīng)用遺傳算法優(yōu)化了腦邊緣系統(tǒng)控制參數(shù),經(jīng)過仿真驗證了新算法能有效改善EMB控制系統(tǒng)的性能[30]。為了提升車輛基于EMB的各制動及車身穩(wěn)定功能的性能,需要對控制技術(shù)的不斷優(yōu)化改進(jìn),縱觀控制技術(shù)的發(fā)展歷程需要朝著精度更高、適應(yīng)性更強(qiáng)、制動性能更穩(wěn)定、響應(yīng)速度更快、成本更低的方向不斷進(jìn)步,并通過更優(yōu)的控制方法解決一些現(xiàn)階段難以解決的問題。 3線控制動踏板技術(shù) 線控制動踏板可以看作是整個系統(tǒng)的信號發(fā)生裝置,采集駕駛員施加在制動踏板上的信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?信號以電信號的形式傳送到制動控制單元,控制器根據(jù)接收到的電信號控制執(zhí)行器完成車輛的制動。結(jié)構(gòu)上由機(jī)械部分和傳感器部分組成。對于線控制動踏板的研究主要包括制動踏板感覺、制動感覺模擬器以及制動意圖識別三方面的研究。 制動踏板感覺的目的是給駕駛員以傳統(tǒng)制踏板類似的制動感覺,將制動情況間接反饋給駕駛員,消除制動時的不適感,研究表明線控制動踏板感覺模擬器的引入降低了事故發(fā)生的概率,國內(nèi)外相關(guān)的研究內(nèi)容歸納起來可以分為以下幾方面:如何將駕駛員主觀感覺與車輛中影響踏板感覺的客觀參數(shù)聯(lián)系起來,即什么樣的踏板感覺才是好的踏板感覺,以及踏板模擬器的設(shè)計開發(fā)等[3132]。1994年,通
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