乘用車線控液壓制動系統(tǒng)執(zhí)行器動態(tài)特性研究

乘用車線控壓制動系統(tǒng)行器動態(tài)特研究汽車工業(yè)經(jīng)過一百多年的創(chuàng)新發(fā)展從最初的機(jī)械物理系統(tǒng)逐漸向信息物理系統(tǒng)邁進(jìn),汽車電動化和智能化的發(fā)展趨勢需要集成度高、結(jié)構(gòu)簡潔且容易實現(xiàn)的新型底盤系統(tǒng),線控制動系統(tǒng)成為汽車制動系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。線控液壓制動系統(tǒng)相較于線控機(jī)械制動系統(tǒng)在電子、硬件和生產(chǎn)成本上的優(yōu)勢已成為國際研究熱點之一,其“主動建壓快速、壓力控制精確”的性能決定了汽車能否跟隨駕駛員意圖快速準(zhǔn)確地產(chǎn)生制動力高速開關(guān)電磁閥作為線控制動系統(tǒng)壓力控制的關(guān)鍵零件,其非線性流量可控性的分析、評價和優(yōu)化是提高汽車制動系統(tǒng)壓力控制效果的關(guān)鍵。較好的輪缸壓力控制策略和估算方法是保障整車制動性能的重要基石文從提升線控液壓制動系統(tǒng)性能的角度出發(fā),分別在高速開關(guān)電磁閥非線性流量可控性、輪缸壓力控制策略和估算方法等方面開展了深入的研究工作本文主要研究內(nèi)容如下:第一,提出一種新型閥控調(diào)壓型線控液壓制動系統(tǒng)建立用于該系統(tǒng)動態(tài)特性分析的動力學(xué)模型。以現(xiàn)有某款乘用車作為設(shè)計對象提出一種新型閥控調(diào)壓型線控液壓制動系統(tǒng),采用高壓蓄能器作為制動壓力源,并引入踏板感覺模擬器實現(xiàn)制動液壓調(diào)節(jié)與制動踏板感覺的完全解耦。分析線控液壓制動系統(tǒng)的工作機(jī)理探討線控液壓制動系統(tǒng)“主動建壓快速和壓力控制精確兩項性能指標(biāo)實現(xiàn)的可能性建立線控液壓制動系統(tǒng)動力學(xué)模型,并用于系統(tǒng)動態(tài)特性分析二,研究揭示高速開關(guān)電磁閥非線性流量可控性區(qū)間拓展機(jī)理,提出一種新型常閉型高速線性電磁閥構(gòu)型。高速開關(guān)電磁閥是調(diào)節(jié)制動液壓動態(tài)特性的關(guān)鍵零部件其流量可控性是實現(xiàn)制動系“主動建壓快速和壓力控制精確的核心仿真研究常開和常閉型高

速開關(guān)電磁閥流量變化動態(tài)特性,分析兩種電磁閥流量可控區(qū)間較小原因,揭示高速開關(guān)電磁閥較易全開與全關(guān)的機(jī)理;提出“流量可控因子”用于評價高速開關(guān)電磁閥的非線性流量可控性,進(jìn)而提出一種新型常閉型高速線性電磁閥;采用自適應(yīng)權(quán)重粒子群優(yōu)化方法,完成常開型高速開關(guān)電磁閥和新型常閉型高速線性電磁閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。第三,針對線控液壓制動系統(tǒng)亟需解決的“主動建壓快速、壓力控制精確”這一關(guān)鍵問題,提出基于新型常閉型高速線性電磁閥的改進(jìn)型線控液壓制動系統(tǒng)及控制策略。研究基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊的電磁閥控制器,提出適合初始的和改進(jìn)后的線控液壓制動系統(tǒng)的兩種輪缸壓力控制策略分析在多種信號激勵下兩種線控液壓系統(tǒng)的輪缸壓力動態(tài)響應(yīng)特性。仿真及試驗結(jié)果表明采用兩種控制策略的初始的和改進(jìn)后的線控液壓制動系統(tǒng)的快速增壓和精確控壓能力均較好,且改進(jìn)后的線控液壓制動系統(tǒng)及其控制策略的性能更佳四針對采用單一傳感和單一模型不能很好解決由于汽車高頻瞬態(tài)動態(tài)特性及復(fù)雜行駛工況易導(dǎo)致傳感器信號失真,從而帶來輪缸壓力估計精度較低甚至錯誤的問題,提出一種基于交互多模型概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)濾波(IMMPDA)輪缸壓力估算方法。建立定壓力和定壓力變化率兩個壓力模型,基于執(zhí)行器非線性特性和車輛動力學(xué)特性的兩個輪缸壓力量測信息,采用多源信息融合技術(shù)獲得輪缸壓力的精確估計值,提高在雜波環(huán)境下輪缸壓力的估算精度和工況適應(yīng)性后完成線控液壓制動系統(tǒng)硬件在環(huán)試驗臺搭建,進(jìn)行執(zhí)行器動態(tài)特性試驗和輪缸壓力動態(tài)特性試驗過高速開關(guān)電磁閥測試試驗臺進(jìn)行常開型高速開關(guān)電磁閥的保壓實驗和常閉型高速開關(guān)電磁閥的開啟實驗;進(jìn)行高壓蓄能器和制動輪缸的P-V特性測試;基于該硬件在環(huán)試驗臺進(jìn)行多種虛擬目標(biāo)壓力下制動輪缸壓力連續(xù)控制的試驗

驗證。試驗結(jié)果表明